Лабораторная работа: электролиз

Для всех опытов нужно заранее выписать возможные уравнения анодного и катодного процессов, выбрать из них наиболее вероятные по ?? и с учётом перенапряжений, как описано на примерах в § 7.1, и обдумать, какие признаки реакций следует ожидать (изменение цвета, запах, изменение рН — проверять индикаторной бумагой). В процессе электролиза контролируйте напряжение на электролизёре. Проведя электролиз в течение нескольких минут, отключите внешний источник тока (выпрямитель). Что покажет вольтметр?

Проверьте, подтвердились ли ожидания, напишите суммарное уравнение процесса (что взяли — что получили). Во многих случаях катодные и анодные продукты могут взаимодействовать, и тогда суммарное уравнение возможно в двух вариантах: с разделёнными катодным и анодным пространствами и с перемешиванием растворов. Это тоже показано на примере в § 7.1. Опыты 8.1−8.4 проводятся в U-образной трубке, чтобы затруднить перемешивание растворов, а после окончания опыта и проверки растворов их нужно перемешать.

В тех случаях, где образуются хлор и щёлочь, следует иметь в виду возможность их реакции при перемешивании:

Cl2 + 2OH- > Cl- + ClO- + H2O.

Её, в частности, используют для получения дезинфицирующего раствора гипохлорита натрия. При этом катод и анод размещают как можно ближе друг к другу, чтобы продукты лучше перемешивались. Учтите, что образующийся в этой реакции хлорид-ион будет опять подвергаться окислению на аноде, так что при электролизе с перемешиванием его в продуктах не будет.

• 8.1. Электролиз водного раствора нитрата калия или натрия с графитовыми электродами.
• 8.2. Электролиз водного раствора хлорида калия или натрия с графитовыми электродами.
• 8.3. Электролиз водного раствора хлорида меди с графитовыми электродами.
• 8.4. Электролиз водного раствора сульфата меди с графитовыми электродами.
• 8.5. Электролиз водного раствора серной кислоты с медным анодом и графитовым катодом.

Этот опыт, в отличие от остальных, проводится в стакане. Здесь необходимо рассмотреть два суммарных уравнения: на начальном этапе, когда в электролите нет ничего, кроме воды и серной кислоты, и в конце, когда состав электролита изменился.