UCHEES.RU - помощь студентам и школьникам

Составьте схему и напишите уравнения электродных процессов, протекающих на железных электродах (с учетом перенапряжения)


В 23:18 поступил вопрос в раздел ЕГЭ (школьный), который вызвал затруднения у обучающегося.

Вопрос вызвавший трудности

Составьте схему и напишите уравнения электродных процессов, протекающих на железных электродах (с учетом перенапряжения) при электролизе водного раствора соли CdSO4 в атмосфере воздуха, при активности ионов Cd2+ = 1 моль/л. Среда кислая, рН < 7, температура 298 К, плотность тока i = 10 А/м², φ=+2,01 В

Ответ подготовленный экспертами Учись.Ru

Для того чтобы дать полноценный ответ, был привлечен специалист, который хорошо разбирается требуемой тематике "ЕГЭ (школьный)". Ваш вопрос звучал следующим образом: Составьте схему и напишите уравнения электродных процессов, протекающих на железных электродах (с учетом перенапряжения) при электролизе водного раствора соли CdSO4 в атмосфере воздуха, при активности ионов Cd2+ = 1 моль/л. Среда кислая, рН < 7, температура 298 К, плотность тока i = 10 А/м², φ=+2,01 В

После проведенного совещания с другими специалистами нашего сервиса, мы склонны полагать, что правильный ответ на заданный вами вопрос будет звучать следующим образом:

(+) Fe | CdSO4 а(Cd2+)= 1 моль/л, Н2О, Н+ (рН<7) , i = 10 А/м² | Fe (–)
Плотность тока влияет на величину перенапряжения.
Непонятно, что за φ=+2,01 В дано, но скорее всего для ионов S2O8(2–), которые образуются в рез. восст-я ионов SO4(2–) при очень высоких напряжениях (которые обычно не достигаются в электролизере).
Кроме того, не указана величина рН, поэтому не совсем ясно с катодными процессами.
Думаю, так:

Уравнение диссоциации СdSO4: СdSO4 → Сd(2+) + SO4(2–).

Анод (+) состоит из Fe, в прианодном пространстве находятся SO4(2–), O2 и Н2О.
Fe(2+) + 2ē ⇆ Fe , φº= –0,4470 В
S2O8(2–) + 2ē ⇆ 2SO4(2–) , φº= +2,010 В
O2 + 4H(+) + 4ē ⇆ 2 H2O φ = φº + Δφа = 1,229 В + 0,85 = 2,079 В (перенапряжение кислорода при i = 10 А/м² = 0,001 мА/см² на железном аноде равно Δφа = 0,85 В - Краткий справочник физико-химических величин / под ред. А. В. Равделя).
На аноде идет процесс отдачи электронов (окисление), причем при заданной плотности тока в первую очередь будет происходить та реакция, которая имеет более отрицательный потенциал, то есть сумма (φº + Δφа), имеет наименьшее значение. Поэтому в данном сл. растворяется железо:
Fe – 2ē → Fe(2+)
Разряда молекул воды и сульфат-ионов не происходит. Ионы Fe(2+) переходят в раствор и направляются к катоду.

Катод (–) состоит из Fe, в прикатодном пространстве находятся ионы Сd(2+) 1М , ионы Fe(2+), образующиеся в анодном пространстве и притягивающиеся к катоду, ионы Н+ (т.к. рН<7) и молекулы Н2О.
Fe(2+) + 2ē ⇆ Fe , φº= –0,4470 В - однако в исх. р-ре этих ионов нет, они образуются на аноде и имеют очень низкую конц-ю, и будут восст. только при низких конц-ях более активных ионов кадмия, т.е. в самом конце.
Сd(2+) + 2ē ⇆ Сd , φº= – 0,4030 В
2H(+) + 2ē ⇆ H2 φ=φº + Δφк = –0,059рН + Δφк = –0,059рН + (– 0,36) (перенапряжение восстановления ионов водорода на железном катоде равно Δφк = – 0,36 В).
На катоде в первую очередь восстанавливаются частицы с бо́льшим потенциалом.
Поскольку рН не дан, невозможно посчитать водородный пот-л. Поэтому предположим, что наряду с восстановлением кадмия может проходить восст-е ионов водорода.

Таким образом, при электролизе водного раствора соли CdSO4 в атмосфере воздуха и рН<7, будут протекать реакции:
А(+): Fe – 2ē → Fe(2+)
К(–): Сd(2+) + 2ē → Сd
и возможно 2H(+) + 2ē → H2 (скорость зависит от величины рН)


НЕСКОЛЬКО СЛОВ ОБ АВТОРЕ ЭТОГО ОТВЕТА:

Работы, которые я готовлю для студентов, преподаватели всегда оценивают на отлично. Я занимаюсь написанием студенческих работ уже более 4-х лет. За это время, мне еще ни разу не возвращали выполненную работу на доработку! Если вы желаете заказать у меня помощь оставьте заявку на этом сайте. Ознакомиться с отзывами моих клиентов можно на этой странице.

Ковалёва Божена Ефимовна - автор студенческих работ, заработанная сумма за  прошлый месяц 58 300 рублей. Её работа началась с того, что она просто откликнулась на эту вакансию

ПОМОГАЕМ УЧИТЬСЯ НА ОТЛИЧНО!

Выполняем ученические работы любой сложности на заказ. Гарантируем низкие цены и высокое качество.

Деятельность компании в цифрах:

Зачтено оказывает услуги помощи студентам с 1999 года. За все время деятельности мы выполнили более 400 тысяч работ. Написанные нами работы все были успешно защищены и сданы. К настоящему моменту наши офисы работают в 40 городах.

РАЗДЕЛЫ САЙТА

Ответы на вопросы - в этот раздел попадают вопросы, которые задают нам посетители нашего сайта. Рубрику ведут эксперты различных научных отраслей.

Полезные статьи - раздел наполняется студенческой информацией, которая может помочь в сдаче экзаменов и сессий, а так же при написании различных учебных работ.

Красивые высказывания - цитаты, афоризмы, статусы для социальных сетей. Мы собрали полный сборник высказываний всех народов мира и отсортировали его по соответствующим рубрикам. Вы можете свободно поделиться любой цитатой с нашего сайта в социальных сетях без предварительного уведомления администрации.

ЗАДАТЬ ВОПРОС

НОВЫЕ ОТВЕТЫ

ПОХОЖИЕ ВОПРОСЫ