149 вариант 7 (1) MnSO4 + NaHSO4 + H2O + Cl2 MnO2 + NaCl + H2SO4 Mn+2 Cl20 Mn+4 Cl-

149 вариант 7 (1) MnSO4 + NaHSO4 + H2O + Cl2 MnO2 + NaCl + H2SO4 Mn+2 Cl20 Mn+4 Cl- Запишем полуреакции, при этом не забываем, что происходит в нейтральной среде, поэтому в полуреакции допишем воду. Mn2+ + 2H2O -2e =>MnO2 + 4H+ 2 1 восстановитель, окисления Cl20 +2e => 2Cl- 2 1 окислитель, восстановление Просуммируем полуреакции Mn2+ + 2H2O + Cl20 => MnO2 + 4H+ + 2Cl- Дописываем недостающие ионы и составляем молекулярное уравнение, указываем переход электронов MnSO4 + 2NaHSO4 + 2H2O + Cl2 => MnO2 + 2NaCl + 3H2SO4 2 e Выпишем стандартные потенциалы полуреакций: 0 (MnO2 + 4H+ +2e / Mn2+ + 2H2O ) =1,23 В ( восстановитель) 0(Cl20 +2e/ 2Cl- ) = 1,359 В (окислитель) Так как 0(окислителя) > 0( восстановителя) значит возможно ПРЯМОЕ направление данной реакции Докажем термодинамическими расчетами. ЭДС гальванического элемента связана с изменением энергии Гиббса токообразующей реакции ∆G уравнением: где n – число электронов, участвующих в электродной реакции атома металла ; F -постоянная Фарадея, равная 96500 Кл/моль. И отсюда ∆G0298 = -EnF Е – ЭДС определяется: Е= 0(окислителя) – 0( восстановителя) = 1,359-1,23= 0,129В ∆G0298 = – 0,129* 2* 96500 = – 24 897 Дж/моль = – 24,897 кДж/моль Так как ЭДС >0, а ∆G0298 < 0, значит реакция протекает в прямом направлении 8 (25) В гальваническом элементе электрод, на котором происходит процесс окисления, называется анодом ( сам элемент – восстановитель) , а электрод, на котором происходит процесс восстановления – катодом ( сам элемент –окислитель) . Чтоб определить, какой металл является окислителем, какой восстановителем для начала найдем их стандартные электродные потенциалы. φPb2+/Pb0 = – 0,126 В ECu2+/Cu0 = + 0,337 В Так как у свинца электродный потенциал меньше меди , то свинец в данном электролите будет анодом, а медь катодом. Схематически гальванический элемент будет записываться: A (-) Pb | Pb2+ || Cu2+|| Cu (+) K На электродах будут протекать следующие процессы: АНОД: Pb0 – 2e => Pb+2 1 восстановитель, окисление КАТОД: Cu2+ + 2e => Cu0 1 окислитель, восстановление Токообразующая реакция : Pb0 + Cu2+ => Pb2+ + Cu0 В данном гальваническом элементе свинец является восстановителем, а медь –окислителем. ЭДС гальванического элемента рассчитывается по формуле: ЭДС = Eкатода – Еанода ЭДС = 0,337 – (-0,126) = 0,463 В Изменение величины энергии Гиббса рассчитывается по формуле: ∆G0298 = -nFE , где n- число электронов, принимающих участие в реакции; F – постоянная Фарадея 96500 Кл Е – ЭДС гальванического элемента ∆G0298 = – 2 * 96500 * 0,463 = – 89 359 Дж/моль = – 89,359 кДж/моль Так как ∆G0298 < 0 , значит данная реакция протекает в прямом направлении ( слева направо), т.е. данная реакция (токообразующая) осуществима. 9 (17) Электролиз раствора CuBr2 Бромид меди диссоциирует : CuBr2 => Cu2+ + 2Br – (-) катод (+) анод Cu2+; H2O Br -; H2O Eo(Cu2+/Cu) = 0,34 В Eo(O2/2H2O) =1,8 В Eo(2H2О/H2) = -1,0 В Eo(Br20/2Br-) = 1,07В Так как Eo(Cu2+/Cu) > Eo(2H2О/H2) идет процесс восстановления катионов меди Через 2-3 мин. на катоде появляется налет меди Так как EoBr2/2Br- < EoO2/2H2O, идёт процесс окисления ионов брома Cu2+ + 2ē Cu0 2Br – – 2ē Br2 Суммарное : CuBr2 => Cu + Br2 Электролиз расплава CuBr2 CuBr2 Cu2+ + 2Br– катод (–) (Cu2+): Cu2+ + 2е = Ba0, восстановление анод (–) (Br–): 2Br– – 2е = Br20 окисление эл.ток CuBr2 ————> Cu + Br2 На катоде выделится медь, на аноде бром По закону Фарадея, масса вещества, которая выделилась ( или окислилась ) в результате электролиза определяется по формуле: где М- молярная масса, г/моль I -сила тока, А z -число электронов в уравнении электродного процесса t -время проведения электролиза, секунды F -постоянная величина (число Фарадея), равная 96500 Кл/моль M(Cu) = 63,5 г/моль t = 60 минут, переведем в секунды 60 минут = 60 * 60 = 3600 секунд На практике часто, на электродах, получается другая масса вещества, чем рассчитанная ( побочные процессы и др). Поэтому используется понятие «выход по току» ( Вт) , выраженное в процентах: Отсюда необходимо найти mфактически :

Часть выполненной работы