Как можно составить схемы электролиза, используя инертные электроды, для гальванической пары Al^3 (10^–3) / Al и Tl^2 (10^–6) / Tl, а также для электролиза с платиновыми электродами в растворе NaOH и концентрированном NaOH?

Химия Колледж Электролиз и гальванические элементы электролиз инертные электроды гальваническая пара схемы электролиза Al Tl платиновые электроды NaOH концентрированный NaOH Новый

Составление схем электролиза с использованием инертных электродов, таких как угольные или платиновые, требует понимания процессов, происходящих на аноде и катоде. Давайте рассмотрим каждый случай отдельно.

1. Схема электролиза для гальванической пары Al^3 (10^–3) / Al и Tl^2 (10^–6) / Tl:

• Выбор растворов: Для данной пары необходимо использовать растворы, содержащие ионы Al^3 и Tl^2. Например, можно взять раствор хлорида алюминия (AlCl3) для алюминия и раствор хлорида таллия (TlCl2) для таллия.
• Электроды: Используем инертные электроды, такие как угольные или платиновые.
• Схема подключения: Подключите электроды к источнику постоянного тока:
1. Катод (отрицательный электрод) будет находиться в растворе Al^3. Здесь будет происходить восстановление ионов Al^3 до металлического алюминия:
• Al^3 + 3e^- → Al
2. Анод (положительный электрод) будет находиться в растворе Tl^2. Здесь будет происходить окисление ионов Tl^2 до металлического таллия:
• Tl^2 + 2e^- → Tl
3. Таким образом, на катоде будет осаждаться алюминий, а на аноде - таллий.

2. Схема электролиза с платиновыми электродами в растворе NaOH:

• Раствор: Используем раствор гидроксида натрия (NaOH). Можно использовать как разбавленный, так и концентрированный раствор.
• Электроды: В этом случае мы будем использовать платиновые электроды, так как они инертны и не вступают в реакцию с электролитом.
• Схема подключения: Подключите платиновые электроды к источнику постоянного тока:
1. На катоде (отрицательный электрод) будет происходить восстановление воды до водорода:
• 2H2O + 2e^- → H2 + 2OH^-
2. На аноде (положительный электрод) будет происходить окисление гидроксида натрия:
• 4OH^- → O2 + 2H2O + 4e^-
3. Таким образом, в результате электролиза в растворе NaOH будет выделяться водород на катоде и кислород на аноде.

3. Схема электролиза с платиновыми электродами в концентрированном NaOH:

• Процессы на аноде и катоде будут аналогичны, но в концентрированном растворе NaOH реакция будет протекать более эффективно из-за высокой концентрации ионов OH^-.
• На катоде будет выделяться водород, а на аноде кислород, как и в случае с разбавленным раствором.

Важно помнить, что при проведении электролиза необходимо следить за условиями, чтобы избежать нежелательных побочных реакций и обеспечить максимальную эффективность процесса.