При электролизе раствора соли олова

Использование уравнения Фарадея в расчетах при электролизе солей

Задача 708.
Чему равна эквивалентная масса кадмия, если для выделения 1 г калия из раствора его соли надо пропустить через раствор 1717 Кл электричества?
Решение:
Согласно закону эквивалентов при пропускании определённого количества электричества (Q = It) через раствор выделяется эквивалентная масса любого вещества. Для расчета эквивалентной массы кадмия используем уравнение закона Фарадея:

Здесь m — масса образовавшегося или подвергшегося превращению вещества; Э — его эквивалентная масса; I — сила тока; t — время; F — постоянная Фарадея (96500 Кл/моль), т.е. количество электричества, необходимое для осуществления электрохимического превращения одного эквивалента вещества.

Решим уравнение закона Фарадея относительно эквивалентной массы и подставим данные задачи
(m = 1г, I.t = 1717 Кл,), получим:

Ответ: 56,2 г/моль .

Задача 709.
При прохождении через раствор соли трехвалентного металла тока силой 1,5 А в течение ЗО мин на катоде выделилось 1,071 г металла. Вычислить атомную массу металла.
Решение:
Рассчитаем эквивалентную массу металла: Для расчета эквивалентной массы металла используем уравнение закона Фарадея:

Здесь m — масса образовавшегося или подвергшегося превращению вещества; Э — его эквивалентная масса; I — сила тока; t — время; F — постоянная Фарадея (96500 Кл/моль), т.е. количество электричества, необходимое для осуществления электрохимического превращения одного эквивалента вещества.

Решим уравнение закона Фарадея относительно эквивалентной массы и подставим данные задачи
(m = 1,071г, I = 1,5 A, t = 30мин = 30 . 60 = 1800с), получим:

Теперь рассчитаем атомную массу металла по формуле:

Mr(Me) = Э . В = 38,28 . 3 = 114,835 г , т.е. Ar(Me) = 114,835.

Ответ: 114,835.

Задача 710.
Какой процесс протекает при электролизе водного раствора хлорида олова (II) на оловянном аноде:
Sn → Sn 2+ + 2; 2Cl — → Cl2 + 2; 2H2O → O2 + 4H + + 2?
Решение:
Стандартный электродный потенциал электрохимической системы Sn → Sn 2+ + 2 (-0,126В) положительнее потенциала водородного электрода в нейтральной среде (-0,41В) незначительно. Поэтому на катоде будет выделяться олово 0 (Sn 2+ /Sn) > 0 (2H + /H2)):

Sn 2+ 2 = Sn 0

На аноде будет происходить электрохимическое окисление олова – материала анода, поскольку, отвечающий системе Sn → Sn 2+ + 2 (-0,126В) значительно ниже 2Cl — → Cl2 + 2 (+1,36В) и потенциала окисления воды (+1,228В) . Ионы хлора, движущиеся к аноду, будут накапливаться в анодном пространстве.

Таким образом, при электролизе водного раствора хлорида олова (II) на катоде в основном происходит разряд ионов Sn 2+ и выделение металла. На аноде происходит противоположный процесс – окисление металла. В данном случае электролиз сводится к растворению металла анода и выделению его на катоде. Этот процесс можно применить для электрохимической очистки олова.

Источник

При электролизе раствора соли олова током силой 40А в течение 1,5 ч получено 136,26 г олова. Вычислите молярную массу

Готовое решение: Заказ №8423

Тип работы: Задача

Статус: Выполнен (Зачтена преподавателем ВУЗа)

Предмет: Химия

Дата выполнения: 05.09.2020

Цена: 209 руб.

Чтобы получить решение , напишите мне в WhatsApp , оплатите, и я Вам вышлю файлы.

Кстати, если эта работа не по вашей теме или не по вашим данным , не расстраивайтесь, напишите мне в WhatsApp и закажите у меня новую работу , я смогу выполнить её в срок 1-3 дня!

Описание и исходные данные задания, 50% решения + фотография:

При электролизе раствора соли олова током силой 40А в течение 1,5 ч получено 136,26 г олова. Вычислите молярную массу эквивалента олова. Чему равна степень окисления олова в соли?

Решение:

Молярную массу эквивалента олова рассчитаем по закону Фарадея:

Если вам нужно решить химию, тогда нажмите ➔ помощь по химии.
Похожие готовые решения:
  • Почему оксид марганца (IV) может проявлять и окислительные, и восстановительные свойства? Исходя из электронных уравнений, расставьте
  • Какое максимальное число электронов могут занимать s-, р-, d- и f-орбитали данного энергетического уровня? Почему
  • Составьте электронные уравнения процессов окисления и восстановления для реакций, протекающих по схемам Zn + НNO3® N2O + Zn(NO3)2 + Н2О
  • При каком условии будет работать гальванический элемент, электроды которого сделаны из одного и того же металла? Составьте схему
Читайте также:  График зависимости температуры от времени плавления олова

Присылайте задания в любое время дня и ночи в ➔

Официальный сайт Брильёновой Натальи Валерьевны преподавателя кафедры информатики и электроники Екатеринбургского государственного института.

Все авторские права на размещённые материалы сохранены за правообладателями этих материалов. Любое коммерческое и/или иное использование кроме предварительного ознакомления материалов сайта natalibrilenova.ru запрещено. Публикация и распространение размещённых материалов не преследует за собой коммерческой и/или любой другой выгоды.

Сайт предназначен для облегчения образовательного путешествия студентам очникам и заочникам по вопросам обучения . Наталья Брильёнова не предлагает и не оказывает товары и услуги.

Источник

При электролизе раствора соли олова током силой 40А в течение 1,5 ч получено 136,26 г олова

Готовое решение: Заказ №8423

Тип работы: Задача

Статус: Выполнен (Зачтена преподавателем ВУЗа)

Предмет: Химия

Дата выполнения: 05.09.2020

Цена: 209 руб.

Чтобы получить решение , напишите мне в WhatsApp , оплатите, и я Вам вышлю файлы.

Кстати, если эта работа не по вашей теме или не по вашим данным , не расстраивайтесь, напишите мне в WhatsApp и закажите у меня новую работу , я смогу выполнить её в срок 1-3 дня!

Описание и исходные данные задания, 50% решения + фотография:

При электролизе раствора соли олова током силой 40А в течение 1,5 ч получено 136,26 г олова. Вычислите молярную массу эквивалента олова. Чему равна степень окисления олова в соли?

Решение:

Молярную массу эквивалента олова рассчитаем по закону Фарадея:

Если вам нужно решить химию, тогда нажмите ➔ помощь по химии.
Похожие готовые решения:
  • С атомом какого р-элемента 8 группы и ионом какого галогена сходен по электронному строению сульфид-ион
  • Избытком хлороводородной (соляной) кислоты подействовали на растворы: а)гидрокарбоната кальция; б) дихлорида гидроксоалюминия. Напишите уравнения
  • Составьте уравнение реакции деструкции поливинилхлорида. Назовите продукты реакции. Укажите, какими свойствами обладает поливинилхлорид
  • Пользуясь значениями ΔН° и S°, вычислить ΔG реакции С(графит)+O2 = СO2; ΔН° = -393,5 кДж При каких условиях возможна данная реакция

Присылайте задания в любое время дня и ночи в ➔

Официальный сайт Брильёновой Натальи Валерьевны преподавателя кафедры информатики и электроники Екатеринбургского государственного института.

Все авторские права на размещённые материалы сохранены за правообладателями этих материалов. Любое коммерческое и/или иное использование кроме предварительного ознакомления материалов сайта natalibrilenova.ru запрещено. Публикация и распространение размещённых материалов не преследует за собой коммерческой и/или любой другой выгоды.

Сайт предназначен для облегчения образовательного путешествия студентам очникам и заочникам по вопросам обучения . Наталья Брильёнова не предлагает и не оказывает товары и услуги.

Источник

При электролизе раствора соли олова

Выпуск 3, 1942 г.

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ВЫДЕЛЕНИЕ ОЛОВА ИЗ РАСТВОРОВ
ЕГО СОЕДИНЕНИЙ

Институт общей и неорганической химии Академии наук СССР

Большинство опубликованных работ по электрохимическому выде­лению олова имеет в виду рафинировку этого металла или получение из него защитных покрытий. Электролиз рас­творов, получаемых при химической обработке оловянных руд, срав­нительно мало освещен в литературе, хотя, по мнению одного из крупнейших американских специалистов по электрохимии цветных металлов — С. Мантелла, — этот вопрос имеет большое значение. Дело в том, что в последние годы получение олова из богатых руд сокра­щается, а растущий спрос на этот металл все в большей мере удо­влетворяется за счет разработки небогатых жильных месторождений, например, боливианских. Подобные руды содержат много неметаллических примесей, переходящих в раствор вместе с оловом, затрудняя выделение последнего в чистом виде.

Опыты разработки рудных месторождений с очень малым содер­жанием меди указывают на электрохимический метод, как на един­ственно приемлемый с технологической и экономической точек зре­ния. То же, по-видимому, относится и к бедным оловянным рудам (и к оловосодержащим отходам), если имеется в виду получение довольно чистого металла. Но разрешение этой последней задачи требует постановки ряда специальных исследований, так как процесс выделения олова из щелоков отличается от процесса рафинировки или получения покрытий из этого металла, во-первых, непостоян­ством состава ванны, так как электролиз ведется «на истощение», т.е. до возможно более полного выделения всего олова, содержа­щегося в электролите, а, во-вторых, наличием в ванне ряда приме­сей, отрицательно сказывающихся на выходах по току и на качестве катодного металла.

Читайте также:  Олово это благородный металл или нет

В настоящей статье излагаются некоторые результаты опытов, поставленных авторами для изучения процесса электрохимического выделения олова из растворов, близких по составу к щелокам, кото­рые могут быть получены при химической обработке некоторых оло­вянных руд и отходов.

2. Электролиз в щелочной среде

Некоторые схемы обработки оловянных руд и, особенно, отходов предусматривают получение щелочных растворов. Нами проведены опыты по электролизу щелочных растворов, содержащих больше олова и щелочи, чем ванны, рекомендованные в инструкции Компа­нии по исследованию олова (см. табл. 1).

Состав щелочных ванн (в граммах на литр раствора)

В состав нашего электролита, который готовился растворением безводного четыреххлористого олова в 20%-ном едком натре с по­следующим добавлением ацетата и воды входил также и хлорид натрия, образовавшийся в результате взаимодействия хлорида олова с едким натром. Этим самым наша ванна приближалась по составу к производственным щелокам, большинство которых заключает пова­ренную соль.

Все опыты, описанные в данной статье, проводились в узкой стеклянной ванночке, емкостью в 75 мл, в которую наливали 50 мл электролита; ванночка закрывалась эбонитовой крышкой, сквозь которую пропущены контакты для электродов. Ток от батареи акку­муляторов на 26 вольт подавался на концы движкового реостата (170 ом), игравшего роль делителя напряжений. В цепь включались последовательно реостат на 70 ом, амперметр, медный нулометр и одна или две ванночки для электролиза, которые помещались в тер­мостат.

Пробы электролита отбирались каждые полчаса или час пипеткой на 1 мл, затем разбавлялись до 100 мл. Олово определялось весо­вым путем — осаждением в виде SnS2 с последующим прокалива­нием и взвешиванием в виде двуокиси. Щелочность определялась титрованием 0,1 н. раствором соляной кислоты по тимол-фталеину с предварительным осаждением олова в пробе хлористым барием, согласно прописи Оловянной Компании.

По литературным данным, покрытие из щелочных оловянных растворов производится при 70° и Dk =110-160 А/м 2 и даже 300 А/м 2 . Мы производили электролиз при 70° и плотностях тока от 150 до 500 А/м 2 . Катоды—угольные стержни, аноды—медные пластинки 50х15 мм 2 (см. табл. 2).

Из табл. 2 видно, что при DK = 300 А/см 2 получаются плотные белые осадки с выходами по току до 90%; при DK = 500 А/м 2 выходы по току значительно снижаются.

В опыте № 5 наблюдалось явное выделение хлора.

Наши опыты показали возможность выделения олова из щелоч­ных растворов электролитически с нерастворимыми анодами при

Dk = 300-500 А/м 2 . По литературным данным, в США получают олово электролитическим способом из растворов станатов в присутствии соединений мышьяка в растворе. Плотность тока при этом равна

130-150 А/м 2 , и катодный металл получается с содер­жанием 99,8% Sn.

3. Электролиз в кислой среде

Имеющиеся в литературе рецепты кислых ванн для рафинировки олова рекомендуют, главным образом, сернокислые растворы. Но большинство схем химической переработки бедных оловянных руд приводит к растворам, богатым ионами ‘хлора. Поэтому нами были поставлены опыты по электролитическому выделению олова из соля­нокислых растворов. Электролит готовился растворением хлорного олова в слабой соляной кислоте. Температура опытов 15—18°.

Электролиз щелочных растворов

Время отбора пробы

(в часах от начала электролиза)

Плотность тока на катоде

Напряжение на клеммах ванны

Состав электролита (г/л)

а) Опыты с нерастворимыми анодами

Из табл. 3 видно, что применение нерастворимых анодов ведет к малым выходам по току, понижающимся при увеличении кислот­ности электролита. Наблюдающееся при этом выделение хлора тоже является нежелательным. Поэтому, если учесть еще невысокое каче­ство катодного олова, можно прийти к выводу, что применение нерастворимых анодов при электролизе кислых оловянных раство­ров не оправдывается.

б) Опыты с растворимыми (железными) анодами

Железные аноды содержали 0,2% нерастворимого в соляной и азотной кислотах осадка. Параллельные опыты, поставленные при оди­наковых условиях с добавкой клея в электролит и без этой добавки, показали, что в первом случае качество осадка лучше — олово ложится на катод ровным слоем, без образования дендритов и игл. Поэтому при электролизе с растворимыми анодами в ванну доба­вляли 2,5 г/л столярного клея (табл. 4, опыты №№ 16-25).

Первые опыты с растворимыми анодами имели целью выяснить возможность увеличения катодной плотности тока. Оказалось, что при больших концентрациях олова и соляной кислоты можно увеличить DK до 600 А/м 2 без ухудшения качества осадка, но при этом уменьшается выход по току (опыт № 13). При небольших концентрациях олова и кислоты получаются при этой DК темные губчатые осадки при дальнейшем уменьшении выходов по току.

Читайте также:  Прутковое олово для пайки без свинца

Электролиз из кислых растворов с нерастворимыми анодами

Время отбора пробы от начала электролиза, ч

Плотность тока на катоде, А/м 2

Напряжение на клеммах ванны, вольт

Состав электролита, г/л

Мелкокристаллический, плотный, темный

На аноде выделяется хлор

Электролиз из кислых растворов с растворимыми (железными) анодами

Время отбора пробы от начала электролиза, ч

Плотность тока, А/м 2

Напряжение на клеммах ванны, вольт

Состав электролита, г/л

Неплотный, белый, ветвистый

(через 3 часа наблюдалось ухудшение осадка)

2,5 г/л столярного клея

2,5 г/л столярного клея

ТАБЛИЦА 4 (продолжение)

Время отбора пробы от начала электролиза, ч

Плотность тока, А/м 2

Напряжение на клеммах ванны, вольт

Состав электролита, г/л

Слегка осыпающийся, серый осадок

2,5 г/л столярного клея

Слегка осыпающийся, серый

2,5 г/л столярного клея

2,5 г/л столярного клея

В течение 9 часов осадок ровный, белый, плотный, затем становится губчатым и осыпается

2,5 г/л столярного клея

2,5 г/л столярного клея и 17 г/л H2SO4

Плотный, ровный, серый

На катоде выделяется водород

На катоде выделяется водород

Выделение водорода на катоде

Затем, при постоянной плотности тока выяснилось влияние измене­ния концентрации соляной кислоты (опыты №№ 16-20); увеличение концентрации кислоты до 140 г/л (4 н.) влияет на плотность и цвет осадка, который получается серым и осыпающимся.

Продолжительный электролиз ведет к ухудшению качества осадка (опыты №№ 12,21 и 22), однако, при 20 г олова на литр осадок еще не осыпается.

При электролизе с растворимыми анодами выделяющееся на като­де олово замещается в растворе эквивалентным количеством железа и, хотя концентрация последнего в электролите доходила в наших опытах до 100 г/л, в катодном олове железа не обнаружено. Однако опыты с начальной концентрацией железа в 85-90 г/л дали худшие результаты.

По опытам 16-25 проведены балансы по железу и олову. Оказа­лось, что олова на катоде получалось меньше, чем по расчету (исходя из количества ампер-часов, пропущенных через ванну). Для анодного растворения железа (в виде двухвалентных ионов) выходы по току близки к 100%, а именно, в опытах 21 и 22 (отличающихся наибольшей продолжительностью) они равнялись соответственно 92,6 и 92,4%; в опытах 23 и 24 — 105,4 и 105,3% и, наконец, в опы­тах 16 -20 — от 100,8 до 101,9%.

Из обзора материала данного раздела можно прийти к выводу, что электролиз солянокислых растворов с растворимыми (железными) анодами дает при относительно большой плотности тока и в широ­ком интервале изменения кислотности довольно высокие выходы по току при хорошем качестве катодного осадка.

Предварительные опыты по электролизу кислых оловянных ванн, содержащих мышьяк (до 1 г/л) при растворимых железных анодах, показали, что хотя большая часть мышьяка выпадает в осадок в ходе процесса, качество катодного олова ухудшается. Этот вопрос, и в частности устранение возможности выделения газообразного мышьяковистого водорода, требует дальнейшего исследования.

Отработанный электролит, содержащий кислоту и хлористое железо, может быть употреблен в процессе обработки оловянных руд и концентратов или для получения хлорида железа, нашедшего себе техническое применение, в частности, при закреплении грунтов.

  1. 1. При электролизе щелочных растворов хлорного олова с нера­створимыми анодами при катодной плотности тока равной 300 А/м 2 и содержании олова в 77 г/л получаются хорошие катодные осадки с выходом по току равным 90%. При повышении плотности тока до 500 А/м 2 выходы по току снижаются до 50%.
  2. 2. Электролиз солянокислых растворов хлорного олова с нерастворимыми анодами не дал положительных результатов.
  3. 3. Электролиз солянокислых растворов хлорного олова с раство­римыми железными анодами дает осадки удовлетворительного каче­ства при содержании олова до 130 г/л, соляной кислоты — до 140 г/л и при катодной плотности тока до 300 А/м 2 .

Содержание олова в отработанном электролите может быть доведено до 2 г/л.

  1. 4. Отработанный электролит может найти применение в процессе обработки оловянных руд и концентратов или служить исходным материалом для получения хлористого железа.

Источник