Электролиз и числа переноса

Раствор нитрата серебра, содержащий 0,18475 г AgNOj на 25 г 1ЮДЫ, подвергали электролизу с серебряным анодом. После электролиза анодное пространство содержало 0,2361 г нитрата серебра на.. 13 г воды. За данный промежуток времени на электроде выделилось 0,0780 г серебра. Определите числа переноса Ag и NO3. [c.288]

Дня расплавленных сред, обладающих ионной проводимостью, справедливы законы Фарадея, учение о числах переноса и электрической проводимости. Электролиз расплавов имеет важное практическое значение в металлургии алюминия, магния, титана и других щелочных и щелочноземельных металлов. [c.465]

При электролизе в анодном пространстве происходит растворение серебряного анода, и количество нитрата серебра в растворе увеличивается. Это увеличение Дпа эквивалентно количеству подходящих к аноду ионов NO3. Поэтому число переноса аниона можно определить по прибыли нитрата серебра в анодном пространстве. [c.207]

Раствор НС1 был подвергнут электролизу в приборе для определения чисел переноса с платиновыми электродами. Катодное отделение содержало до электролиза 0,177 и после электролиза 0,163 моль ионов хлора. В серебряном кулонометре, включенном последовательно, выделился осадок серебра, эквивалентный 0,083 моль ионов хлора. Найти числа переноса и [c.28]

Уравнение (IV.38) лежит в основе метода Гитторфа, в котором числа переноса определяют по изменению концентрации раствора в приэлектродном отсеке. Это уравнение является приближенным, так как не учитывает перенос растворителя (воды) через пористую мембрану, разделяющую отсеки / и II. Более того, изменение количества растворителя в отсеке I в процессе электролиза зависит от конструкции измерительной ячейки, поскольку оио обусловлено не только переносом растворителя в сольватных оболочках ионов, но и другими причинами нарушением гидростатического равновесия из-за обогащения или обеднения отсека / продуктами электролиза, процессом электроосмоса и др. Вследствие этого уравне- [c.70]

Из установленных Фарадеем законов электролиза вытекало, что электричество, подобно веществу, обусловлено существованием, движением и взаимодействием мельчайших частиц (см. гл. 5). Фарадей вел речь об ионах, которые можно рассматривать как частицы, переносящие элекфичество через раствор. Однако в течение следующего полустолетия ни он и никто другой не занимался серьезно изучением природы таких ионов, хотя работы в этом направлении вообще-то велись. В 1853 г. немецкий физик Иоганн Вильгельм Гитторф (1824—1914) установил, что одни ионы перемещаются быстрее других. Это наблюдение привело к появлению понятия число переноса — характеристики, зависящей от скорости, с которой отдельные ноны переносят электрический ток. Однако даже после того, как химики научились рассчитывать эту скорость, вопрос о природе ионов оставался открытым. [c.118]

Таким образом, по изменению содержания электролита в катодном и анодном отделениях при электролизе можно определить числа переноса ионов. Этот способ определения чисел переноса называется способом Гитторфа. [c.266]

XV. . ЭЛЕКТРОЛИЗ И ЧИСЛА ПЕРЕНОСА [c.199]

Сумма чисел переноса катиона и аниона равна единице + + + / =1. При электролизе вследствие перемещения ионов под влиянием поля и превращений на электродах происходит изменение концентрации электролита в растворе у обоих электродов. Определив это изменение, можно найти числа переноса. [c.200]

Следующий шаг вперед был сделан В. В. Стендером с сотрудниками. Они воспользовались методикой подсчета, данной Бете и Тороповым, и подробно рассмотрели процесс электродиализа для системы, реально осуществлявшейся в трехкамерном электродиализе, а именно в средней камере — раствор соли, в анодной камере — р аствор кислоты, а в катодной — раствор щелочи. В. В. Стендер подразделял мембраны на изменяющие числа переноса ионов, которые он назвал электрохимически активные , и на не изменяющие числа переноса — электрохимически неактивные . Он рассмотрел процесс электродиализа с электрохимически неактивными мембранами в системе раствор кислоты I раствор соли раствор щелочи как простой электролиз, предположив, что в процессе электродиализа поры анодной мембраны пропитаны раствором кислоты из анодной камеры, а поры катодной — раствором щелочи из катодной камеры. А. В. Маркович объединил все эти положения, дополнил их и дал общую теорию процесса электродиализа, основывающуюся на соотношениях чисел переноса. А. В. Маркович разделяет мембраны, применяющиеся в электродиализе, на три группы. [c.171]

Поместим плоскости, через которые будем подсчитывать потоки ионов, в тонкие мембраны солевых мостов (время / = О — начало электролиза 4 , одинаковы во всех пространствах). Напомним, что в системе отсчета Гитторфа количество растворителя справа и слева от плоскости отсчета потока остается неизменным в процессе электролиза. Так как в течение электролиза концентрации электролитов в окрестности тонких мембран остаются неизменными, то числа переноса каждого вида ионов на этих границах не есть функция времени, и [c.469]

В значительном числе случаев катионы, имеющие сравнительно небольшие размеры, отличаются большой подвижностью. В водных растворах особенно велика подвижность ионов водорода (НзО ). В расплавленных силикатах, а также фосфатах числа переноса катионов близки к единице. Экспериментальные определения чисел переноса основываются на том, что при электролизе вследствие разной подвижности катионов и анионов происходят неодинаковые изменения концентрации электролита вблизи катода и анода. Если, например, катионы двигаются быстрее, чем анионы, то в анодном пространстве (анолите) вследствие этого будет наблюдаться большая убыль концентрации, чем в катодном пространстве (католите), разумеется, при отсут- [c.149]

Определение чисел переноса ионов. Обычные методы определения чисел переноса ионов сводятся к проведению электролиза и последующему химико-аналитическому определению изменения содержания соответствующего иона в приэлектродных пространствах. Обычно чувствительность химико-аналитических методик такова, что определение изменения концентрации требует пропускания значительных количеств электричества, а следовательно, весьма продолжительно. За это время начинает играть существенную роль диффузия продуктов электролиза, искажающая картину изменения концентраций, происходящего за счет электролиза. Это приводит к тому, что химико-аналитические варианты в общем случае продолжительны и мало точны. От этих недостатков в значительной степени свободны радиометрические методы определения чисел переноса. Один из наиболее чувствительных методов предусматривает проведение электролиза в трехсекционной электролитической ячейке. Радиоактивный изотоп вводится в среднее отделение в той химической форме, число переноса которой необходимо определить. Одинаковый химический состав всех трех отделений обусловливает отсутствие процессов концентрационной диффузии. [c.190]

Раствор, содержащий 0,182% КОН, был подвергнут электролизу между платиновыми электродами. В католите, масса которого 64,5 г, после электролиза содержалось 0,126 г КОН, в то время как концентрация средней части электролита не изменилась. В серебряном кулонометре за время электролиза выделилось количество серебра, эквивалентное 0,031 г КОН. Найти число переноса он- [c.28]

В процессе электролиза с ионообменной мембраной под действием градиента электрического потенциала ионы N3+ из анолита проходят через мембрану в католит. При этом число переноса ионов натрия в мембране превышает число переноса этих ионов в растворе, и по этой причине концентрация ионов Ма+ в слое, прилегающем к мембране со стороны анода, должна снизиться. Однако обеднению слоя препятствуют диффузия ионов и конвекция электролита. Благоприятное влияние на прохождение этих процессов оказывает организация циркуляции электролита по внешнему контуру. [c.101]

Рассмотрим электролиз раствора AgNOa, в который помещены серебряные электроды. Пусть числа переноса Ag" и NO3 [c.447]

Измеряемые в методе Гитторфа концентрации и вычисляемые по ним изменения количества вещества в катодном и анодном пространствах определяются на самом деле не только количеством катионов и анионов, поступивщих в эти пространства и покинувших их, но, как получалось в рассмотренных выше случаях, и количеством растворителя, перенесенного этими ионами в виде сольватных оболочек. Оболочки ионов разных знаков неодинаковы по величине. Пусть средние числа молекул воды, входящих в сольватные оболочки ионов Н и С1, равны соответственно п и т. Тогда в разобранной выше схеме электролиза раствора H I при прохождении 1 фарадея электричества в катодном пространстве масса растворителя увеличится на T+/I — х-ш моль, а в анодном пространстве уменьшится на ту же величину. Здесь т+ и т- — уже истинные числа переноса. Существование рассмотренного эффекта можно легко установить, прибавив к электролиту недиссоциирующее на ионы вещество, например сахар или мочевину. После электролиза концентрация прибавленного неэлектролита (вычисленная по отношению к воде) окажется по-разному изменившейся у электродов, причем у одного из иих она увеличится, а у другого уменьшится. Учитывая изменения концентрации прибавленного неэлектролита при определении чисел переноса, можно ввести поправку на перенос воды из анодного пространства в катодное в виде сольватных оболочек и найти истинные числа переноса т+ и Т-. [c.448]

Ранее указывалось, что скорость процесса уменьшения концентрации электролита в средней камере электродиализатора может быть сильно увеличена по сравнению со скоростью при электрохимически неактивных мембранах применением двух мембран одного знака заряда, но имеющих разницу в числах переноса ионов. Применяя две керамические диафрагмы различного радиуса пор, можно было значительно увеличить эффективность процесса электролиза, поставив более тонкопористую диафрагму на катодную сторону и более грубопористую диафрагму на анодную, учитывая их отрицательный знак заряда. Это положение послужило основой при конструировании нашего аппарата для умягчения воды путем электродиализа. [c.183]

При электролизе раствора AgNOg на катоде выделилось 0,5831 г серебра, убыль AgNOg в катодном пространстве составила 2,85-10 моль. Определите числа переноса и t+ для AgNOj. [c.296]

Как было показано выше, при электролизе серной кислоты число переноса аниона равно отношению изменения количества кислоты у анода или катода (Аид или Алк) к общему количеству разложенного электролита и = An fn = Ariyjn, причем [c.205]

Применение мембран при электродиализе обусловливает ряд явлений, осложняющих процесс электролиза. Во-первых, числа переноса ионов электролита в мембране могут отличаться от их значений в свободном растворе. Эффективность электродиализа, как увидим ниже, зависит от природы мембран и их расположения в электродиализаторе во-вторых, в процессе электродиализа может не только уменьшиться концентрация раствора электролита в средней камере, но и измениться его состав, вследствие различной скорости удаления ионов. Например, при очистке какого-либо коллоидного раствора или суспензии от N32804 в средней камере может образоваться Нг504 (стр. 228) [c.224]

Удельная электропроводность и оксидных расплавов сравнительно высока. Так, при 1700°С х смеси СаО — SiOj (1 1) составляет около 8 См/м. С увеличением содержания металлического катиона х расплава обычно возрастает. Электропроводность растет с повышением температуры, причем зависимости lg х от 1/Т состоят из одного или двух линейных участков. Электролиз многих оксидных расплавов указывает на их 100% -ную ионную проводимость. Числа переноса катионов в ряде расплавов близки к единице. [c.93]

Пример 9. После электролиза раствора Сс1С12, содержащего 0,202% хлор-ионов, с кадмиевым анодом и платиновым катодом ано-лит массой 33,59 г содержал 0,0802 г хлор-ионов, а в серебряном кулонометре за это время выделилось 0,0666 г серебра. Найти числа переноса са2+ с считая, что в электродных процессах [c.22]

Для определения чисел переноса собирают схему, изображенную на рис. Vni.9. Перед началом опыта катод медного куло-нометра электролитически покрывают медью, промывают, сушат и взвешивают. Титрованием 0,05 н. NaOH определяют концентрацию H2SO4 в исходном растворе (для титрования берут навески раствора 15—20 г). Взвешивают сосуд 1 и сухую толстую мембрану 5 (с точностью до 0,01 г) и в сосуды, /, 5, 2 наливают исходный раствор. Заполняют в перевернутом состоянии солевые мосты исходным раствором и закрывают их открытые концы съемными толстыми мембранами. Взвешенную мембрану помещают в катодный солевой мост. В сосуды 1, 5, 2 опускают солевые мосты и свинцовые электроды. Включают ток при введенном реостате (перед включением схема должна быть проверена преподавателем). Увеличивают силу тока до 40—50 мА. Через 1,5—2 ч выключают ток и сливают раствор из. солевого моста в сосуд 1 путем удаления мембраны. Взвешивают сосуд 1 вместе с мембраной (с точностью 0,01 г). Титрованием навески раствора из сосуда 1 определяют концентрацию кислоты в растворе после электролиза. Взвешивают промытый и высушенный катод кулонометра. Число переноса катиона рассчитывают, используя уравнение [c.476]

Из материального баланса видно, что при электролизе из катодного иространства убывает — моль С(1С12, концентрация вещества в среднем пространстве не меняется, а в анодное пространство прибывает — моль С(1С12. Число переноса хлор-ионов находим по формуле (9), предварительно рассчитав [c.23]

В результате электролиза водного раствора USO4 между медными электродами на катоде выделилось 0,229 г меди. До электролиза раствор у анода содержал 1,195 г, а после электролиза — 1,360 г меди. Найти числа переноса 2+ 502-- [c.28]

Раствор AgNOs, содержащий на 25 г Н2О 0,185 г соли серебра, подвергался электролизу с серебряным анодом. После электролиза анодное пространство содержало 23,140 г Н2О и 0,236 г AgNOa. В последовательно включенном серебряном кулонометре за это время выделилось 0,078 г серебра. Вычислить числа переноса ионов. [c.28]

После электролиза в анодном пространстве в 100 г НгО содержалось 0,1100 моля Вгг и 0,0920 моля NaBr в катодном пространстве в 100 г НгО содержалось 0,0900 моля Вг2 и 0,1080 моля NaBr. Вгг оставался в растворе. Определите числа переноса ионов Na+ и Вг в растворе. Примечание. Учтите количество Вгг в начале опыта в каждом отделении.) [c.123]

Задача 4. Через раствор, содержащий 5% Ь С1 и 4% сахара, прошло 0,02 Р. По окончании электролиза 199,17 г. раствора в анодном пространстве содержали 9,737 г Ь1С1 и 8,000 г сахара. Определить числа переноса. [c.192]

Из схемы, приведенной на рис. 19, видно, что перенос электричества при принятом соотношении скоростей катионов и анионов приводит к увеличению концентрации раствора у катода и уменьшению — у анода. Рассмотрим снова процесс электролиза, при котором через раствор будет пропущен один фарадей электричества. При этом на аноде и катоде произойдет соответствепио разряд одного грамм-эквивалента анионов и катионов. Однако убыль концентрации в анодном и катодном пространстве определится не только этим обстоятельством. Пусть доля тока, переносимая в растворе анионами, р,авна а доля тока, переносимая катионами, — Эти величины называют числами переноса. Заметим, что каким бы ни было общее количество протекшего элект-тричества, в сумме своей и всегда равны единице. В частном случае, когда количество протекшего электричества равно одному фара-дею, величины и определяют соответственно количество грамм-эквивалентов анионов и катионов, переносимых током. Анионы ири этом из катодного отделения электролизера переходят в анодное, катионы движутся в противоположном направлении. [c.31]

Для определения числа переноса ионов гидроксила в растворе NaOH служит та же схема, что и в предыдущем случае (см. рис. 23). В электролитическую ячейку заливают 0,02 н. раствор NaOH, а титрование ведут с метиловым оранжевым раствором НС1. При электролизе в ячейке идет разложение воды. Расчеты производятся так же, как в предыдущем случае. [c.39]

В значительном числе случаев катионы, имеюшие сравнительно небольшие размеры, отличаются большой подвижностью. В водных растворах особенно велика подвижность ионов водорода Н3О+. В расплавленных силикатах, а также фосфатах числа переноса катионов близки к единице. Экспериментальные определения числа переноса осно-вывзЕОтся на том, что при электролизе вследствие разной подвижности катионов и анионов происходят неодинаковые изменения концентрации электролита вблизи катода и анода. Если, например, катионы двигаются быстрее, чем анионы, то в анодном пространстве (анолите) вследствие этого будет наблюдаться большая убыль концентрации, чем в катодном пространстве (католите), разумеется, при отсутствии перемешивания растворов. Очевидно, анионы, которые останутся в анодном пространстве без катионов, разрядятся на аноде. Понятно также, что в результате электролиза количества выделившихся на электродах катионов и анионов будут эквивалентными и будет соблюдаться за- [c.199]

ЭЛЕКТРОПРОВбДНОСТЬ ЭЛЕКТРОЛЙТОВ, способность электролитов проводить электрич. ток при приложении электрич. напряжения. Носителями тока являются положительно и отрицательно заряженные ионы - катионы и анионы, к-рые существуют в р-ре вследствие электролитич. диссоциации. Ионная Э. э., в отличие от электронной, характерной для металлов, сопровождается переносом в-ва к электродам с о азованием вблизи них новых хим. соед. (см. Электролиз). Общая (суммарная) проводимость состоит из проводимости катионов и анионов, к-рые под действием внешнего алектоич. поля движутся в противоположных направлениях. Доля общего кол-ва электричества, переносимого отд. ионами, наз. числами переноса, сумма к-рых дпя всех вицов ионов, участвующих в переносе, равна единице. [c.454]

Кадмий сернокислый. Растворение кадмиевых анодов ведут в проточном анолите при. плотности тока до 10 а/дм -, мембранная плотность тока 7,5—10 а/дм . Состав электролитов постоянный анолит — 400—500 г/л сернокислого кадмия и 30—50 г/л Н2504 католит — 7%-ный раствор серной кислоты. Убыль кислоты в католите восполняют концентрированной, а в анолите — 50%-ной серной кислотой. Анолит в процессе электролиза перемешявают сжатым воздухом. Практические числа переноса сульфат-ионов — 50—60%. Кадмий осаждается на катоде в виде губки, легко всплывающей на поверхность электролита. [c.43]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология