Задание 8.

107. Через раствор AgNO₃ и раствор соли, содержащей катионы золота неизвестного заряда, пропущено одно и то же количество электричества. В результате выделено 1.643 г серебра и 1 г золота. Определите заряд катиона золота, составьте схемы электролиза на электродах из Pt.

Исходя из таблицы электрохимического ряда напряжения металла (http://chemister.da.ru/Chemie/electrohimicheskii-rad.htm) заряд катиона золота может быть +e или +3e И что Вам это дало?

Зачем Вам знать, каким он должен быть в принципе, когда Вас просят определить, каким он является, исходя из данных задачи? И ещё. Ваше владение Интернетом не вызывает сомнений, но вот почему бы не воспользоваться методическими пособиями? Все необходимые Вам справочные данные там присутствуют.

Вычисляем химическое количество выделившегося золота и серебра. n(Ag) = 1,643/108 = 0,015 моль. n(Au) = 1/197 = 0,005 моль. По второму закону Фарадея для разряда одного моля какого-либо иона на электроде необходимо пропустить через электролит такое число фарадеев заряда, которое равно числу элементарных зарядов на этом ионе. Таким образом через раствор серебра пропустили 0,015 фарадеев заряда. (на 1 моль пойдет 1 фарадей, на 0,015 моль пойдет 0,015 фарадей).  Ag⁺ + e = Ag По условию задачи через раствор соли золота пропустили такое же количество электричества. Значит: 0,015 = n*0,005 (n - заряд иона, количество моль электронов в уравнении). Из приведенного уравнения несложно выяснить, что золото принимает 3 электрона, т.е. его заряд равен +3.

Задачу следует решить с использованием закона эквивалентов.

Э(Ag) = M(Ag)/B = 108/1 = 108

Э₁(Au) = M(Au)/B = 197/1 = 197 – эквивалент для золота с валентность I

Э₃(Au) = M(Au)/B = 197/3 = 65.7 – эквивалент для золота с валентность I I I

По законму эквивалентов:

m(Ag)/m(Au) = Э(Ag)/Э(Au)

Подставим значения в случае одновалентного золота

1.643 = 0.54

Равенство неверно. Следовательно, одновалентное золото не могло участвовать в реакции.

Подставим значения в случае трёхвалентного золота

1.643/1 = 108/65.7

1.643 = 1.643

Равенство верно и следовательно в реакции участвовало трёхвалентное золото. А т.к. заряд иона металла не может быть отрицательным, то следовательно ион золота, участвовавший в реакции – это катион и его заряд +3.

Ag⁺+e ↔ Ag

Au³⁺+3e ↔ Au

Au⁺+e ↔ Au

Схемы электролиза:

К_{(-)                                    (+)}АPt/AuH₂O/Pt

К_{(-)                                    (+)}АPt/Ag HNO₃ H₂O/Pt

Что это за схемы? Где Вы видели такую запись? У Вас что, в растворе нейтральные, незаряженные атомы золота и серебра? Я не понял, как Вы определили заряд ионов золота? Как Вы использовали численные данные из условия? Или обошлись без ненужных сложностей, а сделали всё по-простому, телепатически?

Схема электролиза серебра имеет вид: Анод: 2Н₂О - 4е^- → О₂ + 4Н⁺ Катод: Ag+ +e^- → Ag 2H₂O + 2e^- → H₂ + 2OH^- Для золота: анод: тоже самое Катод: Au³⁺ +3e^- → Au 2H₂O + 2e^- → H₂ + 2OH^-

Задание 9.

129. В раствор НСl поместили цинковую пластину и пластину из цинка частично покрытую никелем. В каком случае процесс коррозии будет интенсивнее? Ответ мотивируйте соответствующими уравнениями протекающих процессов.

Цинк имеет более отрицательный потенциал (–0,763 В), чем никель (-0,25В), поэтому он является анодом, а никель – катодом.  Анодный процесс: Zn⁰-2ē→Zn²⁺катодный процесс (Ni):  2Н⁺+2ē→Н₂

Суммарная реакция Zn+ 2Н⁺ → Н₂+Zn²⁺

Пластина из цинка частично покрытая никелем окисляется быстрее.

Очень скупо и малоубедительно. Почему же просто цинковая пластина будет окисляться медленнее?

Причиной электрохимической коррозии является контакт металлов, различных по химической природе, неоднородность металлов по химическому и фазовому составу, наличие нарушенных оксидных или других пленок, примесей и др. В результате в присутствии электролита (HCl) возникают короткозамкнутые макро- или микрогальванические элементы, в которых протекают сопряженные анодно-катодные процессы.

Цинк имеет более отрицательный потенциал (–0,763 В), чем никель (-0,25В), поэтому он является анодом, а никель – катодом.

Происходит анодное окисление металла Zn с катодным восстановлением окислителя.

К тому же наблюдается активирующее действие ионов Сl^-, объясняющееся их высокой адсорбируемостью на поверхности металлов, разрушением пассивирующих оксидных пленок или предотвращением их образования. Кроме того, Ni oбразуeт хорошо растворимый хлорид, который также способствует коррозии.

Попрошу доказать количественно

Просто цинковая пластина (без никеля):

 =  _К –  _А = 0 – (-0.763) = 0.763 В

Цинковая платисна покрытая никелем:

Т.к. цинк имеет более отрицательный потенциал (–0,763 В), чем никель (-0,25В), поэтому он является анодом, а никель – катодом.

 =  _К –  _А = -0.25 – (-0.763) = 0.513 В

В обоих случаях происходит разрушение анода, т.е. цинковой пластинки. Однако, при использовании пластинки покрытой никелем ЭДС меньше, а следовательно и скорость реакции меньше.