Составьте схемы электролиза (уравнения электродных процессов, молекулярное уравнение электролиза) водных растворов солей. Рассчитайте ЭДС

Составьте схемы электролиза (уравнения электродных процессов, молекулярное уравнение электролиза) водных растворов солей. Рассчитайте ЭДС поляризации при электролизе растворов этих солей с платиновым (инертным) анодом. Дано: ZnCl2.

В растворе хлорид цинка диссоциирует на ионы:
ZnCl2 ↔ Zn2+ + 2Cl-
В катодном пространстве находятся Zn2+, Н2О
Е0(Zn2+/Zn) = - 0,763 В;
Е0(2Н2О/Н2 + 2ОН-)рН = 7 = -0,414 В.
Перенапряжение выделения водорода на платиновом катоде равно 0,0 В.
Так как Е0(2Н2О/Н2 + 2ОН-) > Е0(Zn2+/Zn), то первоначально на катоде начинается выделение водорода:
К : 2Н2О + 2е → Н2 + 2ОН-.
По мере накопления в растворе ионов ОН- среда становится щелочной . В тот момент, когда Е(2Н2О/Н2 + 2ОН-) = - 0,059∙рН = -0,763 (рН = 12,9) начинается восстановление цинка:
К: Zn2+ + 2е → Zn.
В анодном пространстве находятся Cl-, Н2О.
Е0(Cl2/2Cl-) = +1,359 В;
Е0(О2 + 4Н+/2Н2О)рН = 7 = +0,815 В;
η(О2/Pt) = +0,81 В.
С учетом величины перенапряжения кислород на поверхности платинового анода выделяется при потенциале, равном
Е(О2 + 4Н+/2Н2О)рН = 7 = 0,815 + 0,81 = 1,625 В.
Е0(Cl2/2Cl-) < Е(О2 + 4Н+/2Н2О)рН = 7, поэтому на платиновом аноде при электролизе нейтрального водного раствора хлорида цинка выделяется хлор:
А: 2Cl- - 2е → Cl2
Суммарное уравнение электролиза водного раствора хлорида цинка:
2ZnCl2 + 2H2O = H2 + Zn + Zn(OH)2 + 2Cl2
ЭДС поляризации равна
ЭДСполяризации = Еанода - Екатода.
В начальный момент (рН = 7)
ЭДСполяризации = 1,359 – (-0,414) = 1,773 (В).
Через некоторое время, когда в результате накопления в катодном пространстве ионов ОН-, рН стал равен 12,9, ЭДС поляризации равна
ЭДСполяризации = 1,359 – (-0,763) = 2,122 (В).
Ответ: при рН = 7 ЭДСполяризации = 1,773 В; при рН = 12,9 ЭДСполяризации = 2,122 В.

. В тот момент, когда Е(2Н2О/Н2 + 2ОН-) = - 0,059∙рН = -0,763 (рН = 12,9) начинается восстановление цинка:
К: Zn2+ + 2е → Zn.
В анодном пространстве находятся Cl-, Н2О.
Е0(Cl2/2Cl-) = +1,359 В;
Е0(О2 + 4Н+/2Н2О)рН = 7 = +0,815 В;
η(О2/Pt) = +0,81 В.
С учетом величины перенапряжения кислород на поверхности платинового анода выделяется при потенциале, равном
Е(О2 + 4Н+/2Н2О)рН = 7 = 0,815 + 0,81 = 1,625 В.
Е0(Cl2/2Cl-) < Е(О2 + 4Н+/2Н2О)рН = 7, поэтому на платиновом аноде при электролизе нейтрального водного раствора хлорида цинка выделяется хлор:
А: 2Cl- - 2е → Cl2
Суммарное уравнение электролиза водного раствора хлорида цинка:
2ZnCl2 + 2H2O = H2 + Zn + Zn(OH)2 + 2Cl2
ЭДС поляризации равна
ЭДСполяризации = Еанода - Екатода.
В начальный момент (рН = 7)
ЭДСполяризации = 1,359 – (-0,414) = 1,773 (В).
Через некоторое время, когда в результате накопления в катодном пространстве ионов ОН-, рН стал равен 12,9, ЭДС поляризации равна
ЭДСполяризации = 1,359 – (-0,763) = 2,122 (В).
Ответ: при рН = 7 ЭДСполяризации = 1,773 В; при рН = 12,9 ЭДСполяризации = 2,122 В.