Способы связи
- 
- 
- Оказываем услуги
Главные менеджеры
Менеджер Елена Картиза - помогает в оформлении заказов на сайте. Ей можно задать любые интересующие вас вопросы.
Менеджер Галина Евсютина - специалист отдела качества. Проверяет выполненные работы на соответствие всем требованиям.
Менеджер Анастасия Ветрицина - подберет специалиста, который займется выполнением вашего задания.
Справочник студента
Проконсультируем прямо сейчас
Мы онлайн в наших сообществах. ПН - ВС 08:00-22:00
Составьте схему и напишите уравнения электродных процессов, протекающих на железных электродах (с учетом перенапряжения)
От нашего клиента с логином pKviy на электронную почту пришел вопрос: "Составьте схему и напишите уравнения электродных процессов, протекающих на железных электродах (с учетом перенапряжения) при электролизе водного раствора соли CdSO4 в атмосфере воздуха, при активности ионов Cd2+ = 1 моль/л. Среда кислая, рН < 7, температура 298 К, плотность тока i = 10 А/м², φ=+2,01 В" это здание мы отнесли к разделу ЕГЭ (школьный). Так как клиент является зарегистрированным пользователем нашего сайта, то мы бесплатно предоставим ответ.
ЕГЭ (школьный) - довольно сложный раздел, здесь действительно попадаются вопросы, которые даже у специалиста с законченным высшим образованием поставят в тупик при подготовке правильного ответа. Но мы известны тем, что сложности нас не останавливают, а наоборот развивают и расширяют наши знания.
Вы спрашивали Составьте схему и напишите уравнения электродных процессов, протекающих на железных электродах (с учетом перенапряжения) при электролизе водного раствора соли CdSO4 в атмосфере воздуха, при активности ионов Cd2+ = 1 моль/л. Среда кислая, рН < 7, температура 298 К, плотность тока i = 10 А/м², φ=+2,01 В? - отвечаем:
Плотность тока влияет на величину перенапряжения.
Непонятно, что за φ=+2,01 В дано, но скорее всего для ионов S2O8(2–), которые образуются в рез. восст-я ионов SO4(2–) при очень высоких напряжениях (которые обычно не достигаются в электролизере).
Кроме того, не указана величина рН, поэтому не совсем ясно с катодными процессами.
Думаю, так:
Уравнение диссоциации СdSO4: СdSO4 → Сd(2+) + SO4(2–).
Анод (+) состоит из Fe, в прианодном пространстве находятся SO4(2–), O2 и Н2О.
Fe(2+) + 2ē ⇆ Fe , φº= –0,4470 В
S2O8(2–) + 2ē ⇆ 2SO4(2–) , φº= +2,010 В
O2 + 4H(+) + 4ē ⇆ 2 H2O φ = φº + Δφа = 1,229 В + 0,85 = 2,079 В (перенапряжение кислорода при i = 10 А/м² = 0,001 мА/см² на железном аноде равно Δφа = 0,85 В - Краткий справочник физико-химических величин / под ред. А. В. Равделя).
На аноде идет процесс отдачи электронов (окисление), причем при заданной плотности тока в первую очередь будет происходить та реакция, которая имеет более отрицательный потенциал, то есть сумма (φº + Δφа), имеет наименьшее значение. Поэтому в данном сл. растворяется железо:
Fe – 2ē → Fe(2+)
Разряда молекул воды и сульфат-ионов не происходит. Ионы Fe(2+) переходят в раствор и направляются к катоду.
Катод (–) состоит из Fe, в прикатодном пространстве находятся ионы Сd(2+) 1М , ионы Fe(2+), образующиеся в анодном пространстве и притягивающиеся к катоду, ионы Н+ (т.к. рН<7) и молекулы Н2О.
Fe(2+) + 2ē ⇆ Fe , φº= –0,4470 В - однако в исх. р-ре этих ионов нет, они образуются на аноде и имеют очень низкую конц-ю, и будут восст. только при низких конц-ях более активных ионов кадмия, т.е. в самом конце.
Сd(2+) + 2ē ⇆ Сd , φº= – 0,4030 В
2H(+) + 2ē ⇆ H2 φ=φº + Δφк = –0,059рН + Δφк = –0,059рН + (– 0,36) (перенапряжение восстановления ионов водорода на железном катоде равно Δφк = – 0,36 В).
На катоде в первую очередь восстанавливаются частицы с бо́льшим потенциалом.
Поскольку рН не дан, невозможно посчитать водородный пот-л. Поэтому предположим, что наряду с восстановлением кадмия может проходить восст-е ионов водорода.
Таким образом, при электролизе водного раствора соли CdSO4 в атмосфере воздуха и рН<7, будут протекать реакции:
А(+): Fe – 2ē → Fe(2+)
К(–): Сd(2+) + 2ē → Сd
и возможно 2H(+) + 2ē → H2 (скорость зависит от величины рН)
