Составьте уравнения электродных реакций, протекающих при электролизе раствора CuSO4 с растворимым медным анодом и нерастворимым
Вопрос от пользователя
Составьте уравнения электродных реакций, протекающих при электролизе раствора CuSO4 с растворимым медным анодом и нерастворимым графитовым анодом. Рассчитайте, сколько растворится меди на аноде при пропускании тока силой 10 А в течение 3 ч.
Ответ от эксперта
Применим II закон Фарадея
m = ЭIt/F = ЭIt/96500
ЭCu = 64/2 = 32 г/моль
m =32∙10∙3∙3600/96500 = 35,8 г
E0(Cu2+/Cu) = 0,34 В
E0(H2O/H+) = -0,41 В
E0(H2O/O2) = 0,82 В
Растворимый медный анод:
На катоде возможно восстановление меди и воды. Но потенциал меди имеет более положительное значение, чем потенциал восстановления воды (E0(H2O/H+) = -0,41 В), поэтому на катоде будет восстанавливаться медь. На аноде также возможно окисление меди или воды и, т.к. потенциал меди имеет меди имеет меньшее значение, чем потенциал окисления воды (E0(H2O/O2) = 0,82 В), то на аноде будет окисляться медь:
К: Cu2+ + 2e = Cu0
A: Cu0 – 2e = Cu2+
Cu2+ + Cu0 = Cu0 + Cu2+
Инертный нерастворимый анод:
Соль состоит из катиона неактивного металла и аниона кислородсодержащей кислоты. В этом случае на катоде происходит восстановление меди, а на аноде окисление воды:
K: Cu2+ + 2e— = Cu
A: 2H2O -4e— = O2 + 4H+
2Cu2+ + 2H2O = 2Cu + O2 + 4H+
2CuSO4 + 2H2O = 2Cu + O2 + 2H2SO4
