Рассмотрите катодные и анодные процессы при электролизе водных растворов указанных веществ

1. Электролиз раствора нитрата кальция Ca(NO3)2
Электролиз – совокупность процессов, протекающих при прохождении постоянного электрического тока через систему, состоящую из двух электродов и расплава или раствора электролита.
При электролизе раствора нитрата кальция на катоде будет происходить электрохимическое восстановление воды, а не ионов кальция Ca2+, так как потенциал кальция ( - 2,87В) значительно отрицательнее, чем потенциал водородного электрода в нейтральной среде (-0,41В), запишем процессы на катоде:
К(-) : 2Н2О + 2ē → Н2↑ + 2ОН-
На аноде при электролизе водных растворов кислородсодержащих кислот, происходит электрохимическое окисление воды с выделением кислорода:
А (+) : 2Н2О - 4ē → O2↑ + 4H+
Суммарное уравнение электролиза:
2Ca(NO3)2+ 6Н2О → 2Н2↑ + O2↑ + 2Ca(OH)2 + 4HNO3
На катоде происходит выделение водорода, на аноде выделение кислорода, рассчитаем объемы этих газов.
Количественная характеристика процессов электролиза определяется законом Фарадея: масса электролита, подвергшаяся превращению при электролизе, а также массы образующихся на электродах веществ, прямо пропорциональны количеству электричества, прошедшего через раствор или расплав электролита, и эквивалентным массам соответствующих веществ.
При вычислении объемов выделившихся газов уравнение Фарадея:
V = VэIt / F, где
V – объем выделившегося газа, л
Vэ – эквивалентный объем газа , л/моль
I – сила тока, А
t – время электролиза, сек t = 1ч = 3600 сек
F – постоянная Фарадея, F = 96500 Кл/моль
При нормальных условиях эквивалентный объем кислорода:
Vэ(О2) = Vm / n, где n – количество электронов, участвующих в процессе:
2Н2О - 4ē → O2↑ + 4H+
n = 4
Vэ(О2) = Vm / n = 22,4 л/моль / 4 = 5,6 л/моль
V(О2) = Vэ ∙I ∙ tF = 5,6 ∙1 ∙ 360096500 = 0,209 л = 209 мл
При нормальных условиях эквивалентный объем водорода:
Vэ(Н2) = Vm / n, где n – количество электронов, участвующих в процессе:
2Н2О + 2ē → Н2↑ + 2ОН-n = 2
Vэ(Н2) = Vm / n = 22,4 л/моль / 2 = 11,2 л/моль
V(Н2) = Vэ ∙I ∙ tF = 11,2 ∙1 ∙ 360096500 = 0,418 л = 418 мл
Ответ