Как получить naoh при электролизе

Гидроксид натрия: способы получения и химические свойства

Гидроксид натрия (гидроксид натрия) NaOH имеет белый цвет, гигроскопичен, плавится и кипит без разложения. Хорошо растворяется в воде

Относительная молекулярная масса Mr = 40; относительная плотность для ТВ. и хорошо. состояния d = 2130; t6 пл <7 = 321 °С; t6 кип = 1390 °С;

Способы получения

1. Гидроксид натрия получают электролизом раствора хлорида натрия :

2NaCl + 2H 2 O → 2NaOH + H 2 + Cl 2

2 Реакция натрия , оксида натрия , гидрида натрия и пероксида натрия с вода также образует гидроксид натрия:

2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2

Na 2 O + H 2 O → 2NaOH

2NaH + 2H 2 O → 2NaOH + H 2

3. Карбонат натрия реагирует с гидроксидом кальция с образованием гидроксида натрия:

Качественная реакция

Качественная реакция на гидроксид натрия — Фенолфталеин малинового окрашивания .

Химические свойства

1. Гидроксид натрия реагирует со всеми кислотами с (сильными и слабыми, растворимыми и нерастворимыми). При этом образуются нейтральные или кислые соли в зависимости от соотношения реагентов:

2. Гидроксид натрия реагирует с оксиды кислоты . В этом случае формируется средние или кислые соли в зависимости от соотношения реагентов:

3. Гидроксид натрия реагирует с амфотерными оксидами и гидроксидами . При этом образуется в расплаве средней соли и в растворе комплексной соли:

в растворе образуется комплексная соль — тетрагидроксоалюминат :

4. Гидроксид натрия также может взаимодействовать с соли кислот . При этом образуются средние соли или менее кислые соли:

5. Гидроксид натрия взаимодействует с простыми не -металлические вещества (кроме инертных газов, азота, кислорода, водорода и углерода ).

Это окисляет кремний до силиката и водород :

фтор окисляет щелочь . В данном случае кислород :

молекулярный

другие галогены , сера и фосфор непропорциональные в гидроксиде натрия :

раствор

Сера взаимодействует с гидроксидом натрия только при нагревании:

6. Гидроксид натрия взаимодействует с амфотерными металлами металлами кроме железа и хрома. При этом соль и водород образуются :

в расплаве

комплексная соль и водород :

образуются в растворе

2NaOH + 2Al + 6N 2 O = 2Na[Al(OH) 4 ] + 3N 2

7 Гидроксид натрия вступает в обменные реакции с растворимыми солями.

Хлорид меди реагирует с гидроксидом натрия с образованием хлорида натрия и осажденного гидроксида меди:

2NaOH + CuCl 2 = Cu(OH) 2 ↓+ 2NaCl

Кроме того, соли аммония взаимодействуют с гидроксидом натрия .

Например, когда хлорид аммония и гидроксид натрия реагируют с образованием хлорида натрия, аммиака и воды :

NH 4 Cl + NaOH = NH 3 + H 2 O + NaCl

8. G гидроксид натрия при нагревании 600 °С разлагается:

2NaOH → Na 2 O + H 2 O

9. Гидроксид натрия проявляет свойства сильного основания . В воде почти полностью диссоциирует , создает щелочную среду и меняет цвет индикаторов .

NaOH ↔ Na + + OH —

10. Расплавленный гидроксид натрия подвергается электролизу . При этом натрий восстанавливается на катоде и на аноде молекулярным кислородом :

4NaOH → 4Na + O 2 + 2H 2 O

Источник

Как получить наох электролизом

Геотекстиль – уникальный по своим свойствам и возможностям материал, широко используемый в различных отраслях человеческой деятельности – строительстве.

Если сумма кредита не превышает 50-70 тысяч рублей, этот формат является микрозаймом.

Даже самый стабильно растущий компания постоянно использует сотни рекламных инструментов. А то, что иногда дешевые маркетинговые решения не становятся открытием.

Композитная черепица из всех видов кровли не только престижно выглядит, но и значительно продлевает срок службы всего дома.

конструкция с легким падением или выбиванием является объектом внешней защиты, который в экстремальных условиях (взрыв) обеспечивает быстрое падение давления в помещении.

К контейнерам сегодня предъявляются высокие требования. Особенно, если продукция предназначена для хранения в пищевой, медицинской, химической и фармацевтической промышленности.

Складская техника – это оборудование, осуществляющее транспортировку, разгрузку и погрузку, подъем товаров, доставляемых или отгружаемых со склада.

Для подъема, опускания, а также перемещения тяжелых грузов вдоль горизонтальной оси используйте такое оборудование, как подъемник.

Источник

Электролиз

Электролиз (от электрон — янтарь + lysis — разложение) — химическая реакция, происходящая при пропускании через электролит постоянного тока. Это разложение веществ на составляющие под действием электрического тока.

Процесс электролиза состоит из движения катионов (положительно заряженных ионов) к катоду (отрицательно заряженных) и отрицательно заряженных ионов ( анионы) к аноду (положительно заряженные).

Читайте также:  Как открыть цех по переработке мяса

Затем анионы и катионы осаждаются по направлению к аноду и катоду. Здесь происходит химическая реакция. Для успешного решения задач по этой теме и написания реакций необходимо разделить процессы на катоде и аноде. Вот как это будет построено. эту статью.

Катод

К катоду притягиваются катионы — положительно заряженные ионы: Na+ , K+ , Cu 2+ , Fe 3+ , Ag+ и др.

Выяснить какой тип реакции Чтобы происходило на катоде, необходимо сначала определить активность металла — его положение в электрохимическом ряду металлического напряжения.

активный металл (Li, Na, К) появляется на катоде, затем на их месте восстанавливаются молекулы воды, из которых выделяется водород. Если металл средней активности (Cr, Fe, Cd), на катоде выделяется как водород, так и сам металл. Неактивные металлы выделяются на катоде в чистом виде (Cu, Ag).

Отметим, что границей между активными и умеренно активными металлами в ряду напряжений считается алюминий. При электролизе на катоде металлы вплоть до алюминия (в том числе!) не восстанавливаются, а восстанавливаются молекулы воды: выделяется водород. кислоты HCl, H 2 SO 4 ), из молекул кислоты восстанавливается водород: 2H+- 2e = H 2

Анионы притягиваются к аноду — отрицательно заряженные ионы: SO 4 2-, PO 4 3-, Cl-, Br-, I-, F-, S2-, CH 3 СОО — .

При электролизе кислородсодержащих анионов: SO 4 2-, PO <6 Не окисляются на аноде> 4 3- — анионы, а молекулы воды, из которых извлекается освободившийся кислород.

Свободные анионы кислорода окисляются и выделяют соответствующие галогены. Сульфид-ион в реакциях окисления серы. Исключение составляет фтор: если он попадет на анод, молекула воды разряжается и выделяется кислород. Фтор является наиболее электроотрицательным элементом и поэтому является исключением.

Анионы органических кислот окисляются особым образом: радикал, примыкающий к карбоксильной группе, удваивается, а сама карбоксильная группа (СОО) превращается в углерод диоксид — CO 2 .

Образцы растворов

Во время обучения вы можете встретить металлы, которые не указаны на полосе активности. На этапе обучения вы можете использовать расширенную серию упражнений с металлом.

Теперь вы точно знаете, что излучается на катоде 😉

Итак Давайте тренироваться. Выясним, что образуется на катоде и аноде при электролизе AgCl, Cu(NO 3 ) 2 , AlBr 3 , NaF, FeI 2<7 растворы, CH6<3<7COOLi.

Иногда задачи требуют написать реакцию электролиза. Сообщаю: если вы понимаете, что образуется на катоде и что образуется на аноде, то написать реакцию не составит труда. Возьмем, к примеру, электролиз NaCl и напишем реакцию:

NaCl + H 2 O → H 2 + Cl 2 + NaOH )

Натрий является активным металлом, поэтому на катоде выделяется водород. Анион не содержит кислорода, галоген — выделяется хлор. Запишем уравнение, чтобы натрий не мог испариться без остатка 🙂 Натрий реагирует с водой с образованием NaOH.

Запишем реакцию электролиза для CuSO 4 :

Медь относится к металлам с низкой активностью, поэтому на катоде выделяется в чистом виде. Анион содержит кислород, поэтому он высвобождается в ходе реакции кислород. Сульфат-ион никуда не исчезает, он соединяется с водородом в воде и становится серной кислотой.

Электролиз расплавов

Все, что мы обсуждали до сих пор, относится к электролизу растворов, где растворителем является вода.

Перед промышленной химией стоит важная задача: получение металлов (веществ) в чистом виде. Неактивные металлы (Ag, Cu) легко получить электролизом растворов.

А активные металлы: Na, K, Li? При электролизе их растворов они не выделяются на катоде в чистом виде, а восстанавливаются молекулы воды и выделяется водород. Здесь полезны расплавы, не содержащие воды.

В безводных расплавах реакция записывается еще проще: Вещества расщепляются на отдельные компоненты:

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2022

Данная статья написана Юрием Сергеевичем Беллевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе копирование на другие сайты и ресурсы в сети Интернет) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя запрещено законом. За материалами статьи и разрешением на их использование обращайтесь к Юрию Беллевичу .

Источник

Электролиз

Электролиз

Химические реакции, сопровождающиеся переносом электронов (окислительно-восстановительные реакции), делятся на два типа: самопроизвольные реакции и реакции, протекающие при пропускании тока через раствор или расплавленный электролит.

Читайте также:  Как открыть ссылку с зеркалом

Электролитический или расплавленный раствор помещают в специальный емкости — электролитическая ванна .

Электрический ток представляет собой упорядоченное движение заряженных частиц — ионов, электронов и т.п. под действием внешнего электрического поля. Электрическое поле в электролите или расплавленном растворе создается электродами .

Электроды обычно представляют собой стержни из материала, проводящего электричество. Их помещают в раствор электролита или расплавляют и подключают к электрической цепи с источником питания.

При этом отрицательно заряженный электрод катод притягивает положительно заряженные ионы — катионы . Положительно заряженный электрод ( анод ) притягивает отрицательно заряженные частицы ( анионы ). Катод действует как восстановитель, а анод действует как окислитель.

Электролиз с электродами активными и инертными выдающийся. Активные (растворимые) электроды претерпевают химические превращения при электролизе. Обычно они изготавливаются из меди, никеля и других металлов. Инертные (нерастворимые) электроды не подвержены химическим превращениям. Они изготовлены из неактивных металлов, таких как платина или графит .

Электролиз растворов

Различают раствор электролизом или плавлением химического вещества. В растворе содержится еще одно химическое вещество: вода , которая может участвовать в окислительно-восстановительных реакциях.

Катодные процессы

В растворе соли катод притягивает катионы металлов. Катионы металлов могут действовать как окислители . Окислительные способности ионов металлов различны. Для оценки окислительно-восстановительных способностей металлов используется ряд электрохимических напряжений :

Каждый металл характеризуется значением электрохимического потенциала. Чем ниже потенциал , тем выше восстановительные свойства металла и ниже окислительные свойства соответствующего иона этого металла. Разным ионам соответствуют разные значения этого потенциала. Электрохимический потенциал является относительной величиной. Предполагается, что электрохимический потенциал водорода равен нулю.

Также вблизи катода находятся молекулы воды H 2 O . В воде содержится окислитель: ион Н+.

При электролизе растворов солей на катоде соблюдаются следующие формулы:

1. Если металл в соль активна ( до Al 3+ включительно в ряду напряжения ), поэтому (разряжает) водород , потому что потенциал водорода намного больше. Для этого требуется В процессе восстановления молекулярного водорода из воды с образованием ионов ОН — среда вблизи катода является щелочной:

2H 2 O +2ē → H 2 + 2OH —

Например при электролизе раствора хлорида натрия на катоде только водный водород.

2. Если металл в соли имеет промежуточную активность (между Al 3+ и H + ) , то он восстанавливается на катоде ( разряжает ) и металл и водород , поскольку потенциал этих металлов сравним с потенциалом водорода:

I n+ + ne → I 0

2 H + 2 O +2ē → H 2 0 + 2OH —

Например при электролизе раствора сульфата железа на катоде восстанавливаются как железо, так и водород ( разряжается ):

Fe 2+ + 2Э → Fe 0

2 Н + 2 О +2Э → Н 2 0 + 2ОН —

3. Если металл в соли неактивен (после водорода в стандартном электрохимическом ряду металлов) , то ион такого металла более сильный окислитель, чем ион водорода, и восстанавливается только на катоде металл:

I n+ + ne → I 0

Например, электролиз раствора сульфата меди на катоде восстановит медь:

Cu 2+ + 2ē → Cu 0

4. Если катионы водорода H + попадают на катод, они восстанавливаются до молекулярного водорода:

2H + + 2ē → H 2 0

Анодные процессы

Положительно заряженный анод притягивает анионы и молекулы воды. Анод является окислителем. В качестве восстановителей выступают либо анионы кислотных остатков, либо молекулы воды (благодаря кислороду в степени окисления -2: H 2 O -2 ).

При электролизе растворов солей на аноде соблюдаются следующие формулы

1. Если образуется кислотный остаток без кислорода при контакте с анод окисляется до свободного состояния (до степени окисления 0):

notMe n- – nē = notMe 0

Например : при электролизе раствора хлорида натрия ионы хлорида окисляются на аноде ионов:

2Cl — – 2Э = Cl 2 0

В самом деле, если вспомнить периодический закон: с ростом электроотрицательности неметалла, его восстановительные свойства снижаются . Кислород является вторым наиболее электроотрицательным элементом. Поэтому почти любой неметалл легче окисляется, чем кислород. Правда, есть исключение . Вы, наверное, уже догадались. Конечно же это фтор. Ведь электроотрицательность фтора больше, чем у кислорода. Поэтому при электролизе растворов фтора окисляться будут именно молекулы воды, а не ионы фтора :

2H 2 O -2 – 4ē → O 2 0 + 4H +

2. Если кислотный остаток, содержащий кислород или ион фтора, контактирует с анодом , то вода окисляется с выделением молекулярного кислорода:

2H 2 O -2 – 4ē → O 2 0 + 4H +

3. Если гидроксид-ион, то окисляется и выделяется молекулярный кислород:

4 O -2 H – – 4ē → O 2 0 + 2H 2 O

Читайте также:  Как открыть свое сто с нуля

4. При электролизе растворов солей карбоновых кислот , атом углерода карбоксильной группы окисляется с выделением углекислого газа и соответствующего алкана.

Например, при электролизе ацетатных растворов выделяется углекислый газ и этан:

2 CH 3 C +3 OO – –2ē → 2 C +4 О 2 + СН 3 -СН 3

Общие процессы электролиза ýzy

Рассмотрим электролиз растворов различных солей.

Например , электролиз раствора медного купороса . Ионы меди восстанавливаются на катоде :

Катод (–): Cu 2+ + 2ē → Cu 0

На аноде , молекулы воды :

окисляются

Анод (+): 2H 2 O -2 – 4ē → O 2 + 4H +

Сульфат-ионы в процессе не участвуют. Запишем их в итоговом уравнении с ионами водорода в виде серной кислоты:

2 Cu 2+ SO 4 + 2H 2 O -2 → 2 Cu 0 + 2H 2 SO 4 + O 2 0

Электролиз раствора хлорида натрия можно увидеть следующим образом:

На катоде водород восстанавливается:

Катод (–): 2 H + 2 O +2ē → H 2 0 + 2OH –

Ионы хлора :

окисляются до анода

Анод (+): 2 Cl – – 2ē → Cl 2 0

Ионы натрия не участвуют в процесс электролиза. Запишем их с гидроксид-анионами в общем уравнении электролиза раствора хлорида натрия :

2H + 2 O +2Na Cl – → H 2 0 + 2NaOH + Cl 2 0

Следующий Пример : электролиз водного раствора карбоната калия.

На катоде , водород восстанавливается из воды :

Катод (– ) : 2 H + 2 O +2E → H 2 0 + 2OH –

На аноде молекулы воды окисляются до кислорода молекулярный:

Анод (+): 2H 2 O -2 – 4ē → O 2 0 + 4H +

Следовательно, при электролизе раствора карбоната калия ионы калия и карбонат-ионы в процессе не участвуют. Происходит электролиз воды:

2 Н 2 + ИЛИ -2 → 2 Н 2 0 + ИЛИ 2 0

Другой пример : электролиз водного раствора хлорида меди.

На катоде медь восстанавливается:

Катод (–): Cu 2 + + 2ē → Cu 0

На аноде ионы хлора окисляются до хлора молекулярного:

Анод (+): 2 Cl – – 2ē → Cl 2 0

Таким образом, при электролизе раствора карбоната калия происходит электролиз воды :

Cu 2+ Cl 2 – → Cu 0 + Cl 2 0

Еще несколько примеров: электролиз раствора гидроксида натрия

На катоде водород восстанавливается из воды :

Катод (–) : 2 H + 2 O +2E → H 2 0 + 2OH –

На аноде , ионы гидроксида окисляются до кислорода молекулярного:

Анод (+): 4 O — 2 H – – 4ē → O 2 0 + 2H 2 O

Следовательно, при электролизе раствора гидроксида натрия вода разлагается, c Ионы натрия в процессе не участвуют :

2 H 2 + O -2 → 2 H 2 0 + O 2 0

Электролиз расплавов

При электролизе расплава анионы кислых отходов окисляются на аноде, а катионы металлов восстанавливаются на катоде. В системе нет молекул воды.

Например: электролиз расплавленного хлорида натрия. Катионы натрия восстанавливаются на катоде :

Катод (–): Na + + ē → Na 0

Анионы хлор :

окисляются на аноде

Анод (+): 2 Cl – – 2ē → Cl 2 0

Общее уравнение электролиза сплав хлорида натрия :

2 Na + Cl → 2 Na 0 + Cl 2 0

Другой пример: электролиз расплавленного гидроксида натрия . Катионы натрия восстанавливаются на катоде :

Катод (–): Na + + ē → Na 0

На аноде , ионы гидроксида :

окисляются

Анод (+): 4 OH – – 4ē → O 2 0 + 2H 2 O

Общее уравнение электролиза плавление гидроксида натрия :

4 Na + OH → 4 Na 0 + O 2 0 + 2H 2 O

Многие металлы получают в промышленности электролизом расплавов.

Например , алюминий получают электролизом раствора оксида алюминия в криолитовом расплаве. Криолит — Na 3 [AlF 6 ] плавится при более низкой температуре (1100 o C), чем оксид алюминия (2050 o C). А оксид алюминия прекрасно растворяется в расплавленном криолите.

В растворе криолита оксид алюминия диссоциирует на ионы:

Катионы алюминия восстанавливаются на катоде :

Катод (–): Al 3+ + 3ē → Al 0

Алюминат-ионы :

окисляются на аноде

Анод (+): 4Al O 3 3 – – 12ē → 2Al 2 ИЛИ 3 + 3 ИЛИ 2 0

Общее уравнение электролиза раствора глинозема в криолитовом расплаве:

2 Al 2 O 3 = 4 Al 0 + 3 O 2 0

В промышленности при электролизе оксида алюминия в качестве электродов используются графитовые стержни. При этом электроды частично окисляются (сгорают) в выделяющемся кислороде:

С 0 + О 2 0 = С +4 О 2 — 2

Электролиз растворимого электрода

Если материал электрода изготовлен из того же металла, который присутствует в растворе в качестве соли, или из более активного металла, то вода не используется молекулы или анионы разряжаются на аноде, но частицы самого металла окисляются в составе электрода.

Например рассмотрим электролиз раствора сульфата меди с медными электродами.

На катоде ионы меди выводятся из раствора:

Катод (–): Cu 2+ + 2ē → Cu 0

На аноде частицы окислены медью с электрода :

Анод (+): Cu 0 – 2ē → S 2+

Фуэнте

Поделиться с друзьями
Решатор