Опыт 4. Электролиз раствора сульфата натрия

Выполнение опыта. U-образную трубку электролизера (рис.), закрепленную на штативе заполнить 2 н. раствором Na₂SO₄, добавить в оба отверстия электролизера по 3 – 4 капли нейтрального раствора лакмуса, опустить чистые графитовые электроды и подключить их через выпрямитель к сети. Установить напряжение 5 – 15В. Электрический ток пропускать в течение 5 – 6 мин. Наблюдать выделение газов и изменение окраски индикатора в катодном и анодном пространствах.

Очевидно, что при электролизе водного раствора соли, например Na₂SO₄, на катоде разряжаются не ионы Na⁺ , а ионы водорода образуя молекулы Н₂ поскольку потенциал системы Na⁺ + ē = Na составляет –2,7 В, а потенциал системы H⁺ + ē = H в нейтральной среде составляет –0,41 В. На аноде происходит выделение кислорода (j ⁰ = 0,82 В). Потенциал разряда иона SO₄^2– (j ⁰ = +2,01 В) имеет большое положительное значение, поэтому сульфат-ионы из водных растворов не разряжаются. Процесс сводится, таким образом, к электролизу воды; ионы Na⁺ и SO₄^2- наряду с остальными ионами раствора принимают участие только в переносе электрического тока в растворе. Количество Na₂SO₄ при электролизе остается неизменным.

Составить уравнения катодного и анодного процессов. Нарисовать установку для электролиза растворов.

Рис. 9. Установка для электролиза растворов:

1 – электролизер;

2 – графитовые электроды;

3 – штатив;

4 – источник тока или выпрямитель.