Jutro mam sprawdzian, a mam kilka wątpliwości i niedociągnięć, jak by ktoś mógł mi to sprawdzić i poprawić błędy a następnie wytłumaczyć to był bym wdzięczny.

1. Podczas elektrolizy azotanu V niklu na elektrodzie oprócz niklu wydzielił się wodór. Wydajność prądowa wydzielania niklu wynosiła 70%. Oblicz masę Ni oraz objętość H2 wydzieloną równocześnie, jeżeli przez elektrolizer przepłyną ładunek 5F. (H2 w warunkach normalnych).

Ni(NO3)2

K(-):
Ni^2+ + 2e^- -->Ni
2H2O + 2e^- --> H2 + 2OH^-

A(+):
2H2O --> O2 + 4H^+ + 4e^-

MNi = 59g/mol

5F :2 = 2,5F

2F --- 59g Ni
2,5F --- x

x= 73,75g Ni

73,75g Ni --- 100%
x --- 70%

x= 51,625g Ni

-----------------

2F --- 22,4dm^3 H2
2,5F --- x

x= 28dm^3 H2

Pytania:

1)Jeżeli wszystko dobrze, to dodatkowo mam pytanie, kiedy przy rozpisywaniu równań połówkowych mamy uzgadniać współczynniki 2 równań. Pytam bo jak mieliśmy np elektrolizę wody, to trzeba było ofc. uzgodnić elektrony, a jak była elektroliza AuCl3, to jak pouzgadniałem:

K: Au3+ + 3e- ----> Au /*2
A: 2Cl- ----> Cl2 + 2e- /*3

2Au3+ + 6e- ---> 2Au
6Cl- ---> 3Cl2 + 6e-

to jak zacząłem układać proporcję na farady, to nauczycielka kazała mi układać do nieuzgodnionego równania...

W powyższym z niklem nie ma problemu bo tu i tu mamy 4e-, ale jak mi się tak nie popadnie to pojawi się problem.

2)Jeżeli w zadaniu była by informacja, że wydajność prądowa całej elektrolizy wynosi 70%, to musiał bym wtedy rozbić to na 35% wydajności dla wodoru i 35% dla niklu oraz 70% dla tlenu, czy może jeszcze inaczej?

3)Przy elektrolizie roztworu NH4Cl

K: 2NH4+ + 2e- ---> 2NH3 + H2
A: 2Cl- ---> Cl2 + 2e-

Co się stanie z amoniakiem, wydzieli się z roztworu, czy od razu się w nim rozpuści i pH roztworu z kwasowego zmieni się na zasadowe?

4)Przy elektrolizie r-rów soli organicznych np:

CH3COONa

K: 2H2O + 2e- --->H2 + 2OH-
A: No właśnie... co tu się wydzieli? Nauczycielka zaczęła mówić coś o etanie i CO2, ale nie wiem czy tak mam to zapisać bo zadzwonił dzwonek i nie dopowiedziała.

2CH3COO- ---> C2H6 + 2CO2 + 2e-?

I analogicznie do reszty soli org? Oraz brak zmiany pH przy zachowaniu zasadowego


2. I jeszcze jedno zadanko:
Oblicz natężenie prądu jakim prowadzono elektrolizę wodnego r-u H2SO4 w czasie 30 min, jeżeli na katodzie wydzieliło się 145cm^3 H2

30min = 1800s
145cm^3 = 0,145dm^3

m=KIt
I=m/Kt

K= M/n*F

2H+ + 2e- ---> H2

K= 2g/(2*96500C) = 0,0000103g/c

22,4dm^3 H2 --- 2g
0,145dm^3 --- x

x=0,013g

(nie zamieniam na potęgi bo liczę na calcu)

I= 0,013g / (0,0000103 g/c * 1800s) = 7,01A

Z góry dzięki.

1.
Przez cały r-r przepłynął ładunek 5F, 70% wydajności oznacza, że 5*0.7F spowodowało wydzielenie Ni, a reszta poszła na reakcje uboczne, tu przyjmują, że tylko na wydzielanie wodoru, czyli 0.3*5F.

Ni2+ + 2e -> Ni
2H2O + 2e -> 2OH- + H2

Jak układasz proporcję:
2F - 58,69g Ni
0.7*5F - x Ni

2F - 22,41dm3 H2
0.3*5F - x

Nie wiem, skąd Ci się 2,5 wzięło

2.
Uzgadnianie zależy tylko od widzimisię nauczyciela, bo jak sam widzisz, niczego nie zmienia.

3.
Rozpuści się, ale będzie się ulatniał (będzie wyczuwalny zapach amoniaku). To samo z chlorem, on też się rozpuszcza i to całkiem dobrze, na pewno nie można uznać, że całkowicie się ulatnia, to by stanowiło duży błąd przy obliczeniach.

4.
No, o ile dobrze pamiętam, to dla kwasów karboksylowych tak to zachodzi
Jak to bez zmiany pH? Z r-ru usuwana jest słaba zadada, a wprowadzana mocna. No gdyby się przyczepić, zostaje CO2, ale sumarycznie 2OH- + CO2*H2O -> CO3(2-) + 2H2O, a węglan jest mocniejszą zasadą, niż octan.

5.
Mnie wyszło 0.7A. Sprawdź ponownie obliczenia. Myślę, że pomyliłeś się przy przepisywaniu 0,0000103g/c, bo powinieneś był to zapisać w notacji wykładniczej

1. Myślałem, że jak na elektrodę przypada 5F, a wydzielają się na niej 2 produkty, to trzeba ładunek rozłożyć na 2, a wydajność prądową podobnie i dodatkowo potraktować jak wydajność reakcji... :S W ogóle nie ogarniałem tego zadania bo zadano nam takie do domu, a nigdy nie sprawdziliśmy rozwiązania >_<

3. Czyli jak mam to interpretować? Powstanie zasada amonowa i pH wokół katody zmieni się na zasadowe? Zazwyczaj jak mieliśmy elektrolizy to zakładało się, że gazy się wydzielają poza roztwór, a o zmianie pH decydował tylko rozkład wody.

4. O zmianie pH miałem na myśli tylko kwas./ob./zas., a nie wartość liczbową, bo to do tabelki gdzie trzeba wpisać mniejsze/większe/równe 7

5. No pewnie gdzieś się machnąłem, ale chodziło mi o istotę rozwiązywania, tzn czy metoda jest dobra, teraz wiem, że jest.

Jeszcze raz dzięki

new:

Przy elektrolizie fluorków, także wydziela się tlen na anodzie?

Co do pkt. 4 jest to reakcja Kolbego. http://www.przeklej.pl/plik/reakcja-kolbego-pdf-00066c7g266i2j6 - w wolnej chwili 2 stronicowy .pdf do poczytania

1.
To jest tak: przez CAŁY elektrolit przepływa 5F, czyli przy 100% wydajności powstaje tyle produktu, że odpowiada to całemu ładunkowi. 70% odnosi się do wydajności prądowej. Nie możesz dzielić tych ładunków tak po prostu na pół, bo udział obydwu reakcji, jak widać, wynika z podanej wydajności.

3.
Przy katodzie powstaje r-r amoniaku, przy anodzie woda chlorowa. Woda chlorowa jest lekko kwaśna, ale jej wpływ na pH można pominąć myślę. Zwiększenie stężenia amoniaku spowoduje wzrost pH, ale dopiero po dłuższym czasie prowadzenia elektrolizy.

Korzystając z wzoru:
pH = pKa + log([NH3]/[NH4+]), żeby pH było na tyle duże, żeby zabarwić fenoloftaleinę (pH ok. 9), to:
log([NH3]/[NH4+]) = pH - pKa
log([NH3]/[NH4+]) = 9 - 9,25 = -0.25
[NH3]/[NH4+] = 0.56

Czyli musi przereagować około 36% chlorku amonu, żeby pH możnabyło uznać za słabo zasadowe. Raczej dość sporo.

6.
Raczej kiepsko z tym fluorem, różnica potencjałów utleniających fluoru i tlenu jest bardzo duża. Wiadomo, że w grę wchodzą jeszcze nadnapięcia wydzielania, ale i tak różnica kolosalna i ja bym spodziewał się tam głównie tlenu, a mało fluoru. Na potwierdzenie tego faktu mogę powiedzieć, że jedyne metody, jakie Supniewski podaje w preparatyce fluoru polegają na elektrolizie stopionych wodorofluorków lub ich mieszaniny z bezw. HF. Gdyby dało się uzyskać produkt o małej zawartości tlenu w elektrolizie z wody, to by na pewno taka metoda się pojawiła

A tu taka ciekawostka:
2 K2MnF6 + 4 SbF5 &#8594; 4 KSbF6 + 2 MnF3 + F2