Как будет происходить электролиз водного раствора электролита Hg(NO3)2 (t = 1 ч 35 мин, I = 15 А)? Приведите уравнение диссоциации электролита и поясните возможность участия каждого из образующихся ионов в электродных реакциях

		Химия
		Решение задачи
		18 февраля 2021
		Выполнен, номер заказа №17022
		Прошла проверку преподавателем МГУ
		245 руб.

Как будет происходить электролиз водного раствора электролита Hg(NO3)2 (t = 1 ч 35 мин, I = 15 А)? Приведите уравнение диссоциации электролита и поясните возможность участия каждого из образующихся ионов в электродных реакциях. Составьте электронные уравнения процессов, протекающих на инертных электродах. Вычислите массу (для твердых и жидких) или объем (для газообразных) веществ, образующихся на электродах.

Решение

Электролиз - это окислительно-восстановительная реакция, происходящая на электродах при пропускании электрического тока через расплав или раствор электролита. В таких системах электролиты подвергаются диссоциации – распаду на положительно- (катионы) и отрицательно- (анионы) заряженные ионы. Уравнение диссоциации электролита имеет вид:

Для электролита, рассматриваемого в данной задаче:

При электролизе расплавов веществ на катоде происходит процесс восстановления катионов (процесс присоединения электронов), а на аноде - процесс окисления анионов (процесс отдачи электронов). В результате, как правило, происходит разрядка ионов, т.е. переход их в нейтральное состояние:

Если электролизу подвергается водный раствор, то необходимо учитывать возможность участия воды как в катодном, так и в анодном процессе. Преимущественное участие молекул воды в катодном процессе:

происходит в том случае, если в состав электролита входят катионы электрохимически активных металлов:

Такие катионы требуют для своей разрядки значительно больше энергии, чем ее затрачивается на выделение водорода из воды, поэтому получить эти металлы электролизом водных растворов их соединений невозможно. Поскольку в состав электролита, указанного в условии задачи, входят катионы Hg2+, то электронное уравнение катодного процесса имеет вид:

Если в состав электролита входят анионы кислородсодержащих кислот:(NO3 - , NO2 - , SO3 2- , SO4 2- , PO4 3- , CO3 2- и т.п.), а также фторид-анион F- , то по тем же энергетическим причинам в анодном процессе участвуют не анионы электролита, а молекулы воды:

Продуктами данного электролиза являются:

- непосредственно выделяющиеся на электродах O2 и Нg,

- а также результаты вторичных взаимодействий между ионами, входящими в состав исходного электролита и не принимающие участие в электродных реакциях и ионами, образующимися в результате электродных реакций

Для вычислений массы m (для газов - объема V) веществ, образующихся на электродах в результате электролиза, необходимо воспользоваться законом Фарадея:

В условии задачи дано: I = 15 A, t = 1 ч 35 мин или 5700 сек

Первый продукт электролиза Hg является твердым (твердым, жидким или газообразным) веществом, поэтому для него необходимо вычислить массу (массу или объем). Подставляем в соответствующую формулу необходимые значения:  = 201 г/моль, z = 4...........

Второй продукт электролиза О2 (формула) является газообразным (твердым, жидким или газообразным) веществом, поэтому для него необходимо вычислить объем (массу или объем). Подставляем в соответствующую формулу необходимые значения: