Электролиз водного раствора сульфата цинка проводили в течение 5 ч, при этом на аноде выделился кислород объемом 6 л (н. у.). Вычислите силу тока (электроды инертные).
Дано:
V = 6 л
t = 5 ч = 18000 c
Найти:
I - ?
Решение
У нас инертный анод, электролиз сульфата цинка идет следующим образом:
Рассмотрим возможные процессы, протекающие на катоде:
Восстановление металла:
(-) Катод: Zn2+ + 2e- → ZnEo = -0.763 В
Восстановление воды
(-) Катод: 2H2O + 2e- → H2↑ + 2OH-Eo = -0.828 В
Потенциал восстановления воды незначительно меньше потенциала восстановления металла, поэтому восстановлению будет подвергаться в основном ионы металла
. Однако если концентрация ионов металла станет мала, то восстановление воды пойдет в значительной степени. Катодный процесс будет иметь вид:
(-) Катод: Zn2+ + 2e- → Zn
На катоде будет осаждаться металл
Рассмотрим возможные процессы, протекающие на аноде:
Окисление аниона:
(+) Анод: 2SO42- - 2e- → S2O82-Eo = +2.010 В
Окисление воды:
(+) Анод: 2H2O - 4e- → O2 + 4H+Eo = +1.228 В
Потенциал окисления аниона кислородной кислоты значительно больше потенциала окисления воды, поэтому окислению будет подвергаться вода