Tund on loominguline labor. Elektrolüüsi uurimise arengu ajaloost. Elektrolüüs Anoodil toimuv protsess sõltub anoodi materjalist ja aniooni olemusest

Ettekantav ettekanne on mõeldud tunniks teemal "Elektrolüüs", mida õpitakse nii keemia kui ka füüsika kursustel. see on ka päris keeruline. Esitlusslaidid aitavad õpilastel mõista selle protsessi olemust (nii sulandite elektrolüüs kui ka lahuste elektrolüüs). Katoodelektrolüüsi protsesside võrrandid on antud sõltuvalt metalli asendist pingereas, samuti anoodilised protsessid sõltuvalt anoodi materjalist ja aniooni iseloomust. Samuti on näiteid probleemide lahendamisest Faraday seaduse abil.

Lae alla:

Eelvaade:

Esitluse eelvaadete kasutamiseks looge Google'i konto ja logige sisse: https://accounts.google.com

Slaidi pealdised:

Elektrolüüsil kasutatakse elektrienergiat keemiliste reaktsioonide läbiviimiseks - katioonide redutseerimine katoodil (-) - anioonide oksüdatsioon anoodil (+), mis ei saa toimuda spontaanselt. See on redoksprotsesside kogum, mis toimub elektroodidel, kui alalisvool läbib elektrolüüdi lahust või sulamist. Elektrolüüsi olemus:

Sulandite elektrolüüs OMADUSED: energiamahukas (elektrolüüdid sulavad väga kõrgel temperatuuril); sulamisel kristallvõred hävivad; Hüdrateerimata ioonid liiguvad sulatis juhuslikult. KASUTAMINE: Sulasoolade või oksiidide elektrolüüs – kõrge aktiivsusega metallide (kaalium, alumiinium jne) saamiseks, mis interakteeruvad kergesti veega.

NaCl K(-) sulade elektrolüüsi näited: Na + + 1e → Na 0 A(+): 2Cl - - 2e → Cl 2 2NaCl → 2Na + Cl 2 2. FeF 3 K(-): Fe 3+ + 3e → Fe 0 |  2 A(+): 2F - - 2e → F 2 0 |  3 2FeF 3 → 2Fe + 3F 2 3. Na 2 SO 4 K(-): 2Na + + 2e → 2Na 0 |  2 A(-): 2SO 4 2- - 4e → 2 SO 3 + O 2 2Na 2 SO 4 → 4Na + 2SO 3 + O 2 4. Na 2 CO 3 K(-): 2Na + + 2e → 2Na 0 |  2 A(-): 2CO 3 2- - 4e → 2CO 2 + O 2 2Na 2 CO 3 → 4Na + 2CO 2 + O 2 5. KOH K(-): K + +1e → K 0 |  4 A(+): 4OH - - 4e → O 2 + 2H 2 0 4KOH → 4K + O 2 + 2H 2 O

protsess on energeetiliselt soodsam kui sulandite elektrolüüs, konkureerivad protsessid võivad toimuda nii anoodil kui katoodil valides kõige tõenäolisema protsessi anoodil ja katoodil, lähtume sellest, mida eeldab reaktsioon; energiat kulub kõige vähem. Lahuste elektrolüüs

Metalli pingete jada Li K Rb Ba Ca Na Mg Al | Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H | Cu Hg Ag Pt Au Mida parempoolne metall on (mida suurem on elektroodi potentsiaali algebraline väärtus), seda vähem kulub energiat selle ioonide tühjendamiseks. Kui lahus sisaldab Cu 2+, Hg 2+, Ag + katioone, siis vabanemise järjekord katoodil on: Ag +, Hg 2+, Cu 2+ ja alles pärast metalliioonide kadumist lahusest hakkab algab H + ioonide tühjenemine.

Li K Rb Ba Ca Na Mg Al | Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H | Cu Hg Ag Pt Au Ainult: 2H 2 O + 2e  H 2  + 2OH - (neutraalses, aluselises) 2H + + 2 e  H 2  (happelises keskkonnas) (Me n+ - lahuses) Samaaegselt: Me n+ + n e  Me 0 2H 2 O + 2 e  H 2  + 2OH - Me n+ + n e  Me 0 (ilma vee redutseerimiseta) Katoodiprotsessid ei sõltu katoodi materjalist, need sõltuvad metalli asukohast pinge seeria

Anoodiprotsessid PROTSESSID ANOODIL: lahustuva anoodiga lahustuva anoodiga (hapnikku sisaldavate ja hapnikuvabade happejääkide käitumine) sõltub anoodi materjalist ja aniooni iseloomust

Lahustuv anood Soolalahuste elektrolüüs anoodiga (Cu, Zn, Fe, Ag jne): - ei sõltu soolaanioonist, anoodi materjali oksüdatsioonist (selle lahustumisest), metalli ülekanne anoodilt katoodile, soola kontsentratsioon lahuses ei muutu. Näide: lahuse (CuCl 2, K Cl, CuSO 4) elektrolüüs anoodil oleva vaskanoodiga, ioonide (Cl - ja kloori vabastamise) asemel anood oksüdeeritakse (Cu 0 → Cu 2+ lahusesse) , eraldub katoodil vask. A (+) Cu 0 - 2e = Cu 2+ K (-) Cu 2+ + 2e = Cu 0  /aktiivne, kuluv/ Kasutusala: metallide puhastamiseks (puhastamiseks) saasteainetest, galvaniseerimiseks, galvaniseerimiseks. Konkureerivad reaktsioonid elektroodidel: anoodil - anioonide ja hüdroksiidioonide oksüdatsioon, metalli (anoodimaterjali) anoodne lahustumine; katoodil - soola ja H + katioonide redutseerimine, anoodi lahustamisel saadud Me n + katioonide redutseerimine

Lahustumatu anood Inertse anoodiga (grafiit, plaatina) elektrolüüsil konkureerivad protsessid on kaks oksüdatsiooni- ja redutseerimisprotsessi: anoodil - anioonide ja OH - oksüdatsioon, katoodil - katioonide ja H + ioonide redutseerimine. Seerias () väheneb anioonide redutseeriv aktiivsus (elektronide loovutamise võime): I -, Br -, S 2-, Cl -, OH -, SO 4 2-, NO 3 -, PO 4 3- , F -. REEGLID Hapnikku sisaldavate hapete anioonid (SO 4 2-, NO 3 -, PO 4 3-, samuti F - ja OH -) ei oksüdeeru, küll aga oksüdeeritakse veemolekulid, eraldub hapnik: 2H 2 O – 4 e  O 2 + 4H + , 4OH - - 4e  O 2 + 4H 2 O. 2. Hapnikuvabade hapete anioonid (halogeniidioonid) - oksüdeeruvad ilma vee oksüdeerumiseta (eralduvad vabad halogeenid): Ac m- - me  Ac 0. 3. Orgaaniliste hapete anioonide oksüdeerimisel toimub protsess: 2 RCOO - - 2e → R-R + 2CO 2.

Näide 1. Soolaanioon ja vesi väljutatakse: a) NaCl lahuse elektrolüüs: K(-): 2 H 2 O + 2 e  H 2 + 2 OH - A(+): 2 Cl - - 2 e  Cl 2 0 Tulemus : 2 NaCl + 2 H 2 O  Cl 2 + H 2 + 2 NaOH b) Mg Cl 2 lahuse elektrolüüs: K(-): 2 H 2 O + 2 e  H 2 + 2 OH - A (+): 2 Cl - - 2 e  Cl 2 0 Tulemus: MgCl 2 + 2 H 2 O  Cl 2 + H 2 + Mg(OH) 2 c) CaI 2 lahuse elektrolüüs: K(-): 2 H 2 O + 2 e  H 2 + 2 OH - A(+): 2 I - - 2 e  I 2 0 Tulemus: C aI 2 + 2 H 2 O  l 2 + H 2 + C a(OH) 2

Näide 2. Soola katioon ja anioon tühjenevad: CuCl 2 lahuse elektrolüüs: K(-): Cu 2+ + 2 e  Cu 0 A (+): 2C l - - 2 e  Cl 2 0 Tulemus: CuCl 2  Cu + Cl2

Näide 3. Soola katioon ja vesi väljutatakse: a) ZnSO 4 K(-) lahuse elektrolüüs: Zn 2+ + 2 e  Zn 0 2 H 2 O +2 e  H 2 + 2 OH - A( +): 2 H 2 O – 4 e  O 2 + 4 H + Tulemus: ZnSO 4 + H 2 O  Zn + H 2 + O 2 + H 2 SO 4 b) CuSO 4 lahuse elektrolüüs: K(-) : Cu 2+ + 2 e  Cu 0 |  2 A(+): 2 H 2 O – 4 e  O 2 + 4 H + Tulemus: 2CuSO 4 +2 H 2 O  2Cu + O 2 + 2H 2 SO 4 c) Cu(NO) lahuse elektrolüüs 3) 2 : K(-): Cu 2+ + 2 e  Cu 0 |  2 A(+): 2 H 2 O – 4 e  O 2 + 4 H + Tulemus: 2Cu(NO 3) 2 +2 H 2 O  2Cu + O 2 + 4HNO 3 g) FeF 3 lahuse elektrolüüs: K (-): Fe 3+ + 3 e  Fe 0 |  4 A(+): 2 H 2 O – 4 e  O 2 + 4 H + |  3 Tulemus: 4FeF 3 + 6H 2 O  4Fe + 3O 2 + 12HCl e) Ag NO 3 lahuse elektrolüüs: K(-): Ag + + 1 e  Ag 0 |  4 A(+): 2 H 2 O – 4 e  O 2 + 4 H + Tulemus: 4AgNO 3 + 2 H 2 O  4Ag + O 2 +4HNO 3

Näide 4. Välja lastakse ainult vesi: Na 2 SO 4, KNO 3 K(-) lahuse elektrolüüs: 2 H 2 O + 2 e  H 2 + 2 OH - |  2 A(+): 2 H 2 O – 4 e  O 2 + 4 H + Tulemus: 2 H 2 O  2 H 2 + O 2 Hapniku aktiivse metallisoola vesilahuse elektrolüüsi käigus mis sisaldavad hapet (näiteks KNO 3), ei eraldu metalli katioone ega happejääkide ioone. Katoodil eraldub vesinik ja anoodil hapnik ning kaaliumnitraadi lahuse elektrolüüs taandub vee elektrolüütiliseks lagunemiseks. Näide 5. Leeliselahuste elektrolüüs Lahus NaOH, KOH: K(-): 2H 2 O + 2e → H 2 + 2OH - |  2 A(+): 4OH - - 4e → O 2 + 2H 2 O leeliseline keskkond Tulemus: 4H 2 O + 4OH -  2H 2 + O 2 + 4OH - + 2H 2 O 2H 2 O  2H 2 + O 2

Leeliste, kloori, vesiniku, alumiiniumi, magneesiumi, naatriumi, kaadmiumi tootmise elektrolüüsi rakendamine metallide (vask, nikkel, plii) puhastamine korrosioonikaitse

Kirjeldatakse elektrolüüsi käigus tekkiva aine koguse sõltuvust ajast ja voolust: m = (E / F) I t = (M / (n F)) I t, kus m on elektrolüüsi käigus tekkinud aine mass ( G); E on aine ekvivalentmass (g/mol); M on aine molaarmass (g/mol); n on antud või vastuvõetud elektronide arv; I - voolutugevus (A); t - protsessi kestus (s); F on Faraday konstant, mis iseloomustab 1 ekvivalentmassi aine vabanemiseks vajalikku elektrihulka (F = 96500 C/mol = 26,8 Ah/mol). Faraday seadus

ÜLESANNE 400 g 8,5% hõbenitraadi lahuse elektrolüüsi jätkati seni, kuni lahuse mass vähenes 25 g võrra. Arvutage pärast elektrolüüsi lõppu saadud ühendite massiosad ja eraldunud ainete massid. inertsed elektroodid. Lahendus: AgNO 3 vesilahuse elektrolüüsil toimub katoodil Ag+ ioonide redutseerimine ja anoodil veemolekulide oksüdatsioon: K(-): Ag + + e = Ag 0. A(+): 2H20-4e = 4 H+ + O2. Üldvõrrand on: 4 AgNO 3 + 2 H 2 O = 4Ag↓ + 4 HNO 3 + O 2. Vastavalt tingimusele:  (AgNO 3) = 400. 0,085/170 = 0,2 (mol). Teatud koguse soola täieliku elektrolüütilise lagunemisega:  (Ag) = 0,2 mol, m (Ag) = 0,2. 108 = 21,6 (g) (02) = 0,05 mol, m(O2) = 0,05. 32 = 1,6 (g). Lahuse massi vähenemine hõbeda ja hapniku mõjul kokku on 21,6 + 1,6 = 23,2 (g).

Saadud lämmastikhappelahuse elektrolüüsi käigus vesi laguneb: 2 H 2 O = 2 H 2 + O 2. Lahuse massi kadu vee elektrolüüsi tõttu: 25 - 23,2 = 1,8 (g). Lagunenud vee kogus võrdub: v(H 2 0) = 1,8/18 = 0,1 (mol). Elektroodidele eraldus:  (H 2) = 0,1 mol, m(H 2) = 0,1. 2 = 0,2 (g) (02) = 0,1/2 = 0,05 (mol), m (O2) = 0,05. 32 = 1,6 (g). Kahes protsessis anoodil eralduva hapniku kogumass on võrdne: 1,6 + 1,6 = 3,2 g Ülejäänud lahus sisaldab lämmastikhapet:  (HNO 3) =  (AgNO 3) = 0,2 mol, m(НNO 3) = 0,2. 63 = 12,6 (g). Lahuse mass pärast elektrolüüsi lõppu: 400-25 = 375 (g). Lämmastikhappe massiosa: ω(НNO 3) = 12,6/375 = 0,0336 ehk 3,36%. Vastus: ω(НNO 3) = 3,36%, katoodil eraldus 21,6 g Ag ja 0,2 g H 2, anoodil eraldus 3,2 g O 2.

ÜLESANDED Koostada skeemid vesilahuste elektrolüüsiks: a) vasksulfaat b) magneesiumkloriid; c) kaaliumsulfaat. Kõigil juhtudel viiakse elektrolüüs läbi süsinikelektroodide abil. Lahendus. a) Lahuses dissotsieerub vasksulfaat ioonideks: CuSO 4 Cu 2+ + SO 4 2- Vase ioone saab katoodil redutseerida vesilahuses. Vesilahuses olevad sulfaadiioonid ei oksüdeeru, seega toimub anoodil vee oksüdatsioon. Elektrolüüsi skeem: b) Magneesiumkloriidi dissotsiatsioon vesilahuses: MgCl 2+ Mg 2+ +2Сl - Magneesiumioone ei saa vesilahuses redutseerida (redutseeritakse vett), kloriidioonid oksüdeeritakse. Elektrolüüsi skeem: c) Kaaliumsulfaadi dissotsiatsioon vesilahuses: K 2 SO 4 2 K + + SO 4 2- Kaaliumioonid ja sulfaadioonid ei saa vesilahuses elektroodidelt tühjeneda, seetõttu toimub redutseerimine katoodil , ja anoodil - vee oksüdatsioon. Elektrolüüsi skeem: või arvestades, et 4 H + + 4 OH - = 4 H 2 O (viiakse läbi segades), 2 H 2 O 2 H 2 + O 2

2Al 3+ + 6e = 2Al 0 (-) katood ← 2Al 3+ + ↓ Al 2 O 3 2CO + O 2 = 2CO 2 2C + O 2 = 2CO 3O 2- - 6e = 3/2 O 2 3O 2- → anood (+) (C – grafiit) sula

Elektrolüüsi rakendamine Põhiline keemiatööstus halogeenide ja vesiniku tootmine leeliste tootmine orgaaniliste ainete elektrosüntees Metallurgia leelis- ja leelismuldmetallide tootmine (sulamistest) väheaktiivsete metallide tootmine (lahustest) metallide rafineerimine (puhastamine) Metallitööstus galvaniseerimine - korrosioonivastaste kaitsekatete pealekandmine elektrokeemiline poleerimine, puurimine Muud tööstused galvanoplastika – metallist koopiate, plaatide tootmine

Metallide rafineerimine on... metallide puhastamine lisanditest elektrolüüsi abil, kui toormetall on anood ja puhastatud metall sadestatakse katoodile. st läheb lahusesse katioonide kujul. Seejärel tühjendatakse need metallikatioonid katoodil 2, mille tulemusena moodustub puhta metalli kompaktne sade. Anoodis olevad lisandid jäävad lahustumatuks 4 või lähevad elektrolüüti ja eemaldatakse.

Elektrolüüsi olemus: elektrienergia tõttu toimub keemiline reaktsioon Elektroodid K - Katood (liigne e -) K K - katioonid sobivad Aktsepteerida e - ja redutseeritakse A + Anood (e puudumine -) Sobivad K A + anioonid Loobu e - ja on oksüdeerunud Elektrolüüs seisukohast keemia

Sulandite elektrolüüs – K Me + või (H +) + e – - redutseeritakse A + Co – või (OH -) – e – - oksüdeeritakse Näide: NaCl – sulamNaCl Na + + Cl - K – Na + + 1e - = Na o 1e - 2 A + 2 Cl - – 2e - = Cl 2 o 2e Na Cl - = 2 Na o + Cl 2 o elektrolüüs 2 NaCl 2 Na o + Cl 2 o sula

Lahuste elektrolüüs Lisaks aine ioonidele on ka H 2 O molekule. Katoodil toimuv protsess ei sõltu mitte katoodi materjalist, millest see on valmistatud, vaid metalli (elektrolüüdi katiooni) asendist elektrokeemilises aines. pinge seeria. Anoodil toimuv protsess sõltub anoodi materjalist ja aniooni iseloomust Lahustumatu, st. inertne (kivisüsi, grafiit, plaatina, kuld) Käimas on erinevad protsessid Lahustuv (Fe, Cu, Zn, Ag ja kõik Me, mis oksüdeeritakse elektrolüüsi käigus) Anoodi Me oksüdatsiooniprotsess on pooleli

Katoodprotsessid K vesilahuses – redutseerimisprotsessid paranevad (+ e -) Li + K + Ca 2+ Na + Mg 2+ Al 3+ Mn 2+ Zn 2+ ……Sn 2+ Pb 2+ H + Cu 2+ Hg 2+ Ag + Pt 2+ Au 2+ Me + - redutseerimata Me n+ + n e - = Me o 2H + Me n+ + n e - = Me o 2 H 2 O + 2e - = H OH - ja + 2e - (2H + + 2e - = H 2) 2 H 2 O + 2e - = H OH - = H 2

Anoodsed protsessid vesilahustes A + I - Br - S 2- Cl - OH - SO 4 2- CO 3 2- NO 3 - F - Aniooni lahustumatu oksüdatsioon 4OH - - 4e - 2 H 2 O - 4 e - = O H + anood (Ko n-) = 2 H 2 O + (Ko n- anioonid jäävad Ko n- - ne - = Ko o + O 2 lahusesse) Lahustuv Anoodi metalli oksüdeerumine toimub anoodMe o – n e - = Me n+ anoodi lahendus

Q4 Looge vastavus aine nimetuse ja selle vesilahuse elektrolüüsil katoodil toimuva protsessi diagrammi vahel. AINE NIMETUS KATOODPROTSESS 1) baariumkloriidA) 2Cl - -2ē Cl 2 0 2) baariumnitraatB) 2F - -2ē F 2 0 3) hõbenitraatB) Ba ē Ba 0 4) hõbefluoriid D) 2H + + 2 2 0 D ) Ag + + ē Ag° E) 2N ē 2NO BaCl 2 Ba(NO 3) 2 AgNO 3 AgF LAHENDUSALGORITM AINEVALEMITE KOOSTAMINE 2. ANOODPROTSESSI ERAND! KATOODIL TOIMUB OKSIDATSIOONI VÄHENDAMISE PROTSESS, A(+) 3. KATOODREEGLI RAKENDAMINE KATIOONI ASUKOHA JÄRGI STANDARDSE ELEKTROODIPOTENTIAALI MÄÄRAMISEGA ÕIGE VASTUSE 4321.

Faraday esimese elektrolüüsi seaduse katseline kontrollimine OHUTUSNÕUDED Katse läbiviimisel tuleb rangelt järgida elektriseadmetega töötamise reegleid, lülitada kokkupandud vooluring elektrolüüsi jaoks sisse alles pärast õpetajapoolset kontrolli ja vältida elektrolüüdi pritsimist. Töö edenemine: 1.Koondage katseseade vastavalt skeemile. 2. Lukustage võti. 3. 5 minuti pärast vaadake, milline kolmest elektroodist K, K 1 või K 2 vabastab rohkem vaske ja miks? 19 Oh, füüsika, teaduste teadus! Kõik on ees! Kui vähe on sinu taga! Olgu keemia meie käed, matemaatika olgu meie silmad. Ärge eraldage neid kolme õde Teadmised kõigest alammaailmas, Alles siis on mõistus ja silm teravad ning inimteadmised laiemad. Looduses pole midagi muud, ei siin ega seal, kosmosesügavuses, Kõik väikestest liivateradest planeetideni - koosneb üksikutest elementidest. Raua, hõbeda, antimoni ja tumepruuni broomi lahused keevad ning Universum ise näib olevat üks tohutu laboratoorium.

Slaid 2

Tunni epigraaf

Kuidas meie planeet elaks? Kuidas inimesed sellel elaksid ilma soojuse, magnetite, valguse ja elektrikiirteta? Adam Mickiewicz

Slaid 3

Probleemne küsimus.

Mis juhtub, kui elektrivooluallikaga ühendatud elektroodid lastakse lahusesse või sulanud elektrolüüdi?

Slaid 4

Elektrolüüs - sõna otseses mõttes: "lüüs" - lagunemine, "elektro" - elektrivool.

Tunni eesmärk: uurida elektrolüüsi protsessi olemust ja rakendust.

Slaid 5

Elektrolüüs on redoksprotsess, mis toimub elektroodidel, kui alalisvool läbib sula- või elektrolüüdilahust.

Slaid 6

Elektrolüüs

Sula elektrolüüsi plaan. Lahuse elektrolüüs. Elektrolüüsi olemus. Rakendus. Järeldused.

Slaid 7

Naatriumkloriidi sulandi elektrolüüs

Slaid 8

Elektrolüüs on

oksüdatsiooni-redutseerimise protsess: katoodil toimub alati redutseerimisprotsess, anoodil alati oksüdatsiooniprotsess.

Slaid 9

Vesilahuste elektrolüüsi tulemuste määramiseks kehtivad järgmised reeglid:

Katoodil toimuv protsess ei sõltu katoodi materjalist, vaid sõltub metalli asendist elektrokeemilises pingereas. (töö juhiste järgi)

Slaid 10

Anoodil toimuv protsess sõltub anoodi materjalist ja aniooni olemusest.

Kui anood on lahustumatu, st. inertsed (kivisüsi, grafiit, plaatina, kuld), siis sõltuvad tulemused happejääkide anioonidest. Kui anood on lahustuv (raud, vask, tsink, hõbe ja kõik metallid, mis elektrolüüsi käigus oksüdeeruvad), siis olenemata aniooni iseloomust toimub anoodimetalli oksüdatsioon alati.

Slaid 11

Elektrienergia Keemiline energia Elektrolüüs NaCl lahus Katood(-) Anood(+) H2O NaCl sula Katood(-) Anood(+) Na+ + e => Na0 2Cl- => Cl20 + 2e Redutseerimine Oksüdatsioon 2H2O+ 2e => H2OH 2Na2+ Cl- => Cl2+ 2e Redutseerimine Oksüdatsioon Elektroodprotsesside põhiprintsiibid 1. Katoodil: Li, K+, Ca2+, Na+, Mg2+, Al3+ Zn2+, Cr3+, Fe2+, Ni2+, Sn2+, Pb2+ Cu2+, Ag+, Hg2+, Pt+ H+ Ei redutseerita, vabaneb H2 Me ja H2 võib vabaneda Redutseeritud, vabaneb Me 2. Anoodprotsessid a) Lahustuv anood (Cu, Ag, Ni, Cd) läbib oksüdatsiooni Me => Men+ +ne b) Lahustumatul anoodil ( grafiit, plaatina) tavaliselt oksüdeeritakse anioonid S-, J-, Br-, Cl-, OH- ja H20 molekulid: 2J- =>J20 + 2e; 4OH-=>O2 +2H2O +4e; 2H2O =>O2 +4H+ +4e

Slaid 12

Töö õpikuga (lk 109-110)

Analüüsige naatriumsulfaadi vesilahuse elektrolüüsi protsessi. Kasutades juhiseid, kirjutage üles katood- ja anoodprotsessid. Miks taandub see protsess vee elektrolüüsile?

Slaid 13

Slaid 14

Jälgige hoolikalt vasksulfaadi elektrolüüsi tulemusi.

1. Kirjuta üles katood- ja anoodprotsess, protsessi üldvõrrand. 2. Selgitage naatriumsulfaadi ja vasksulfaadi elektrolüüsiprotsesside sarnasusi ja erinevusi.

Slaid 15

Kontrolli ennast!

CuSO4 → Cu2+ + SO42- H2O katood (-) Cu2+SO42- Anood (+) Cu2+ + 2e = Cu02H2O – 4e = O2 + 4H+ redutseeriv oksüdatsioon Kogu võrrand: 2CuSO4 + 2H2O = 2Cu0 + O2 + 2H2SO4

Slaid 16

Elektrolüüsi rakendused

Katoodprotsessid Anoodprotsessid galvaniseerimisel (nikeldamine, hõbedamine). Galvanoplastikas (koopiate tegemine). Puhaste metallide (vask, alumiinium) saamine. Sulandite elektrometallurgia. Maagi sulatamisel saadud metallide puhastamine võõrlisanditest. Tööstuslik meetod hapniku ja vesiniku tootmiseks. Alumiiniumi oksüdatsioon. Pindade elektropoleerimine (elektri sädemetöötlus, elektriline teritamine). Elektrograveerimine.

Slaid 17

Riikliku polütehnilise muuseumi galvanoplastika

"Püha George Victorious" bareljeef "B.S.

Slaid 18

Elektrolüüsi rakendused

Objektide puhastamise protsess elektrolüüsi teel Protsessi tulemus

Slaid 1

Teema “Elektrolüüs” VALLA HARIDUSASUTUS “KULUNDA KESKKONNAHARIDUSKOOL nr 1”, kõrgeima kvalifikatsioonikategooria keemiaõpetaja Babitševa Valentina Nikolajevna.

Slaid 2

Kuidas meie planeet elaks? Kuidas inimesed sellel elaksid ilma soojuse, magnetite, valguse ja elektrikiirteta? Adam Mickiewiczi õppetunni epigraaf

Slaid 3

Probleemne küsimus. Mis juhtub, kui elektrivoolu allikaga ühendatud elektroodid lastakse lahusesse või sulanud elektrolüüdi?

Slaid 4

Elektrolüüs - sõna otseses mõttes: "lüüs" - lagunemine, "elektro" - elektrivool. Tunni eesmärk: uurida elektrolüüsi protsessi olemust ja rakendust.

Slaid 5

Elektrolüüs on redoksprotsess, mis toimub elektroodidel, kui alalisvool läbib sula- või elektrolüüdilahust.

Slaid 6

Elektrolüüsi plaan Sulatuse elektrolüüs. Lahuse elektrolüüs. Elektrolüüsi olemus. Rakendus. Järeldused.

Slaid 7

Slaid 8

Elektrolüüs on oksüdatsioon-redutseerimisprotsess: katoodil toimub alati redutseerimine, anoodil alati oksüdatsiooniprotsess.

Slaid 9

Vesilahuste elektrolüüsi tulemuste määramiseks kehtivad järgmised reeglid: Katoodil toimuv protsess ei sõltu katoodi materjalist, vaid sõltub metalli asendist elektrokeemilises pingereas. (töö juhiste järgi)

Slaid 10

Anoodil toimuv protsess sõltub anoodi materjalist ja aniooni olemusest. Kui anood on lahustumatu, st. inertsed (kivisüsi, grafiit, plaatina, kuld), siis sõltuvad tulemused happejääkide anioonidest. Kui anood on lahustuv (raud, vask, tsink, hõbe ja kõik metallid, mis elektrolüüsi käigus oksüdeeruvad), siis olenemata aniooni iseloomust toimub anoodimetalli oksüdatsioon alati.

Slaid 11

Elektrienergia Keemiline energia Elektrolüüs NaCl lahus Katood(-) Anood(+) H2O NaCl sula Katood(-) Anood(+) Na+ + e => Na0 2Cl- => Cl20 + 2e Redutseerimine Oksüdatsioon 2H2 O + 2e => H2 + 2Na+ 2OH- 2 Cl- => Cl2 + 2e Redutseerimine Oksüdatsioon Elektroodprotsesside põhiprintsiibid 1. Katoodil: Li, K+, Ca2+, Na+, Mg2+, Al3+ Zn2+, Cr3+, Fe2+, Ni2+, Sn2+, Pb2+ Cu2+, Ag2+, Hg , Pt2+ , Au3+ H+ Ei redutseerita, eraldub Me ja H2 Võimalik Me ja H2 vabanemine Redutseeritud, vabaneb Me 2. Anoodprotsessid a) Lahustuv anood (Cu, Ag, Ni, Cd) läbib oksüdatsiooni Me => Men+ +ne b ) Lahustumatul anoodil (grafiit, plaatina) oksüdeeritakse tavaliselt anioonid S -, J-, Br-, Cl-, OH- ja H20 molekulid: 2J- =>J20 + 2e; 4OH- =>O2 +2H2O +4e; 2H2O =>O2 +4H+ +4e

Slaid 12

Töö õpikuga (lk 109-110) Analüüsige naatriumsulfaadi vesilahuse elektrolüüsi protsessi. Kasutades juhiseid, kirjutage üles katood- ja anoodprotsessid. Miks taandub see protsess vee elektrolüüsile?

Slaid 13

Elektrolüüsi olemus seisneb selles, et elektrienergia toimel toimub keemiline reaktsioon, mis ei saa toimuda spontaanselt.

Slaid 14

Jälgige hoolikalt vasksulfaadi elektrolüüsi tulemusi. 1. Kirjuta üles katood- ja anoodprotsess, protsessi üldvõrrand. 2. Selgitage naatriumsulfaadi ja vasksulfaadi elektrolüüsiprotsesside sarnasusi ja erinevusi.

Slaid 15

Kontrolli ennast! CuSO4 → Cu2+ + SO42- H2O katood (-) Cu2+ SO42- Anood (+) Cu2+ + 2e = Cu0 2H2O – 4e = O2 + 4H+ redutseeriv oksüdatsioon Kogu võrrand: 2CuSO4 + 2H2O = 2Cu0 + O2 + 2

Slaid 16

Elektrolüüsi rakendamine Katoodprotsessid Anoodprotsessid galvaniseerimisel (nikeldamine, hõbedamine). Galvanoplastikas (koopiate tegemine). Puhaste metallide (vask, alumiinium) saamine. Sulandite elektrometallurgia. Maagi sulatamisel saadud metallide puhastamine võõrlisanditest. Tööstuslik meetod hapniku ja vesiniku tootmiseks. Alumiiniumi oksüdatsioon. Pindade elektropoleerimine (elektri sädemetöötlus, elektriline teritamine). Elektrograveerimine.

Slaid 17

Polütehnilise Riikliku Muuseumi galvanoplastika "Püha George Victorious" Bareljeef "B.S. Jacobi portree"

Slaid 18

Elektrolüüsi rakendamine Objektide puhastamise protsess elektrolüüsi teel Protsessi tulemus