' G. P. Xomchenko, I. G. Xomchenko
mis sulfat eritmasi solingan vannaga botiriladi; anod sifatida mis
Download 6.95 Mb. Pdf ko'rish
|
mis sulfat eritmasi solingan vannaga botiriladi; anod sifatida mis xizmat qiladi. Elektroliz vaqtida mis anod eriydi, katodga esa mis o'tiradi. Shunday qilib, buyumning aniq yupqa mis nusxasi olinadi. Galvanoplastika yordamida bosmaxona klishelari, grammplas- tinkalar tayyorlanadi, turli xil buyumlar metallashtiriladi. Gal- vanoplastikani rus olimi B.S.Yakobi kashf etgan (1838). Elektrolizdan ko'pchilik metallarni — ishqoriy metallar, ishqoriy-yer metallari, aluminiy, lantanoidlar va b. olish uchun, shuningdek, ba’zi metallarni aralashmalardan tozalash uchun foydalaniladi. Keyinchalik kimyoni o'rganish davomida siz elektrolizdan texnikada, sanoat va turmushda foydalaniladigan boshqa muhim sohalarini ham uchratasiz. 7.9- §. Namunaviy masalalar yechish Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari 1- masala. Ushbu oksidlanish-qaytarilish reaksiyasiga koeffi tsiyentlar tanlang: S + H N 0 3 ^ H 2 S 0 ,+ N 0 Yechish. Koeffitsiyentlarni elektronlar balansi usuli bilan topamiz. Elementlaming oksidlanish darajasi o'zgarishini ko'rsa tamiz: 0 +5 +6 +2 S + H N 0 3 -» H 2 s o 4 + n o S — qaytaruvchi, H N 0 3 — oksidlovchi. Elektronli tenglamalar tuzamiz va oksidlovchi, qaytaruvchi hamda ularning qaytarilish va oksidlanish mahsulotlari oldiga qo‘yiladigan koeffitsiyentlarni topamiz: 0 +6 S- 6ё = S +5 + 2 N+3e=N
1 2 Olingan koeffitsiyentlarni reaksiyaning sxemasiga qo‘yamiz: S+2HNO =H,SO.+2NO 3 2 4 Reaksiya tenglamasi to ‘g ‘ri yozilganligini tekshirib ko'ramiz. Tenglamaning chap qismidagi har qaysi elem ent atomlarining soni shu atomlarning tenglamaning o ‘ng qismidagi soniga teng. Demak, tenglama to‘g‘ri tuzilgan. 2- masala. Fe 3 0 4 ning vodorod bilan qaytarilish reaksiyasining tenglamasini tuzing. Yechish. Jarayonning sxemasini yozib, elementlaming oksidla nish darajalarining o'zgarishini ko'rsatamiz: -s/3 0 0 +1 Fe3 0 4 + Нг — » Fe + H20
3 Fe 0 4 + 8e = 3Fe Topilgan koeffitsiyentlarni jarayonning sxemasiga qo'yib, strelkani tenglik alomatiga almashtiramiz: Fe,0.+4H =3Fe+4H,0 3 4 2 2 3- masala. Ushbu oksidlanish-qaytarilish reaksiyasining sxemasiga koeffitsiyentlar tanlang: KN02+K2Cr20 7+H2S04->KN03+Cr2(S04)3+K2S04+H20 7- yechim. Koeffitsiyentlarni elektronlar balansi usuli bilan topamiz. Reaksiyaning sxemasini yozib, elementlar oksidlanish darajalarining o'zgarishlarini ko'rsatamiz: KNOj + К2Сг20 7 +H2S04 -» KNOj + Cr2 (S04)3+K2S04+H20 Bu yerda KNO^ qaytaruvchi, kaliy dixromat esa oksidlovchi bo'ladi. 1 mol K 2 Cr 2 0 7 bilan 1 mol Cr 2 ( S 0 4 ) 3 tarkibida 2 moldan atomar xrom borligini nazarda tutib, elektron tenglamalar tuzamiz: +3 +5 *3
3 +6
+3 2Cr- 6 ? = 2 Cr 1 Qaytaruvchi K N 0 2 va uning oksidlanish mahsuloti KNO, hamda oksidlovchi K 2 Cr 2 0 7 va uning qaytarilish m ahsuloti Cr 2 ( S 0 4 ) 3 uchun topilgan koeffitsiyentlarni reaksiya sxemasiga qo‘yamiz: 3KN0 2 +K 2 Cr 2 0 7 +H 2 S 0 4 ->3KN0 3 +Cr 2 (S 0 4 ) 3 +K 2 S 0 4 +H 20 Qolgan koeffitsiyentlarni quyidagicha ketma-ketlikda tanlash yo‘li bilan topamiz: tuz (K^SO,,) kislota (H 2 S 0 4), suv. Reaksiya ning yakuniy tenglamasi quyidagicha boiadi: 3K N 0 2 +K 2 Cr 2 0 7 +4H 2 S 0 4 ->3KN0 3 +Cr 2 (S 0 4 ) 3 +K 2 S0 4 +4H20 Koeffitsiyentlar to ‘g ‘ri tanlanganligini tekshirib ko‘rish uchun tenglamaning chap va o ‘ng qismlaridagi kislorod atomlarining sonini hisoblab chiqamiz. Chap qismida: 3 • 2+ 7 + 4 • 4=29. 0 ‘ng qismida: 3 • 3+3 • 4 + 4+ 4= 2 9 . 2-yechim. Koeffitsiyentlarni yarim reaksiyalar usuli bilan topamiz (fakultativ). Birinchi yarim reaksiyalarda qaytaruvchi — nitrit-ion N 0 2 — nitrat ion N 0 3 ga aylanadi, bunda u suv molekulasidan kislorodni bitta atomini tortib oladi: N 0 2 +H 2 0 - > NO“+2Ht Zaryadlar sonini tenglashtirsak, quyidagi olinadi: N 0 2 +H 20 - 2 e= N 0 3 +2FT Ikkinchi yarim reaksiyada oksidlovchi — Cr 2 0 7~ioni Cr3+ ionga aylanadi, ya’ni kislotali muhitda kislorodning 7 atomi 14 ta vodorod ioni bilan bog'lanadi va suv hosil qiladi: Сг2ОГ + 14H+ -* 2Cr’"+7H20 Zaryadlarni tenglashtirgach, quyidagini olamiz: N 0 ; + H 2 0 - 2 e = N 0 ' + 2 H T 3 Cr 2 0 2~ + 14Ы +61 = 2Cr 3 ++7H20 1 3 N 0 '+ 3 H 2 0+Cr 2 0^' + 14H"=3N0;+6H++2Cr3++7H20 Tenglamaning chap va o‘ng qismlaridan bir xil sondagi vodorod ionlari hamda suv molekulalarini qisqartirib, quyidagini olamiz: 3 N 0 2 +Cr 2 0," + 8 HT =3NOj +2Cr3+ +4H20 Tenglamaning chap va o‘ng qismlariga bir xil sondagi ionlarni qo‘shsak, reaksiyaning molekular ko‘rinishdagi tenglamasini olamiz: 3 N 0 2 +Cr 2 0 , +8H+= 3N 0;+ 2C r 3 ++4H20 3K++2K++4SO'~ = 3K++ 3S02_ + 2K++SC>r 3K N 0 2 +K 2 Cr 2 0 7 +4H 2 S 0 4 =3K N 0 3 +Cr 2 (S 0 4 ) 3 +K 2 S 0 4 +4H20 4-masala. Organik birikm alar ishtirok etadigan ushbu oksidlanish-qaytarilish reaksiyasiga koeffitsiyentlar tanlang: CFLOH+KMnCX+HSO,-» HCOOH+MnSO.+K^SCM-HX) j 4 2 4 4 2 4 2 Yechish. Reaksiya sxemasini tuzam iz va qaytaruvchining, ok sid lo vch in in g ham da ularning oksidlanish va qaytarilish m ahsulotlarining m olekulalaridagi atom larning oksidlanish darajalarini ko'rsatamiz: CH 3 0 H + K M n 0 4 + H 2 S 0 4 -> H C 0 0 H + M n S 0 4 Bundan ko‘rinib turibdiki, C H 3OH — qaytaruvchi, K M n 0 4 — oksidlovchi. Elektron tenglamalar tuzamiz: -2
+2 C - 4 F = C 5 +7 _ +2 Mn+ 5e = Mn 4 va reaksiya sxemasiga koeffitsiyentlar q o ‘yamiz: 5CH 3 0H +4K M n0 4 +H 2 S 0 4-» -> 5H C 00H +4M nS0 4 +K 2 S 0 4 +H 20 Qolgan koeffitsiyentlarni odatdagi ketma-ketlikda tanlash yo‘li bilan topamiz: K 2 S 0 4, H 2 S 0 4, H 2 0 . Reaksiyaning oxirgi tenglamasi quyidagicha bo‘ladi: 5CH 3 0H+4K M n0 4 +6H 2 S 0 4-> -» 5H C 00H +4M nS0 4 +2K 2 S 0 4+l 1H20 Suyuqlanma va eritmalarning elektrolizi 1- masala. Ushbu moddalar: a) kaliy gidroksid, b) natriy sulfat suyuqlanmalarining elektroliz sxemasini tuzing. Yechish. a) Suyuqlanmada kaliy gidroksid ionlarga dissotsilanadi: KOH *=* K++OH~ Suyuqlanma orqali elektr toki o'tganida K+ kationlari manfiy elektrodga (katodga) tom on harakatlanadi va elektronlar biriktirib oladi (qaytariladi). O H - anionlari musbat elektrodga (anodga) tomon harakatlanadi va elektronlarini beradi (oksidlanadi). Shunday qilib, jarayonning sxemasi quyidagi ko‘rinishda bo'ladi: K+ + e = К 40H~ — 4e = 0 2 +2H20 4 1 ___ elektroliz yoki 4KOH — cl el^mii.z —»4K +0 2 +2H20 b) Natriy sulfat suyuqlanmada ionlarga dissotsilanadi: 4K++40H~ — eiekimi^z _ > 4 k + 0 2 +2H20 Na 2 SO, z± 2Na++ S 0 4‘ Elektroliz jarayonining sxemasi: N a + + e = Na 2SO^- —4 e = 2S 0 3 + 0 2 4 1
4Na++ 2S 02- — elck,roliz ■>4 N a + 2 S 0 ,+ 0 , 4Na 2 S 0 4 — eiekiroiiz_ _>4N a+2S0 3 + 0 2 2- masala. Ushbu moddalar: a) mis sulfat; b) magniy xlorid; d) kaliy sulfat suvdagi eritmalarining elektrolizi sxemasini tuzing. Barcha hollarda elektroliz ko‘mir elektrodlardan foydalanib o ‘tkaziladi. Yechish. a) Mis sulfat eritmada ionlarga dissotsilanadi: Mis ionlari suvdagi eritmada katodda qaytarilishi mumkin. Sulfat-ionlar suvdagi eritmada oksidlanmaydi, shu sababli anodda suv oksidlanadi (7.7- § ga q.). Elektrolizning sxemasi: Cu2+ + 2e = Cu 2H20 — 4e = 4H++ 0 2 2 1 2Cu 2 "+2H 2 0 — d^ " 7 - - >2Cu+4H++ 0 2 yoki 2CuS0 4 +2H 2 0 — ^roiiz_^2Cu+2H 2 S 0 4 + 0 2 b) Magniy xloridning suvdagi eritmada dissotsilanishi: MgCl 2 +± Mg 2 ++2CP Magniy ionlari suvdagi eritmada qaytarila olmaydi (suv qaytariladi), xlorid-ionlar oksidlanadi (7.7- § ga q). Elektrolizning sxemasi: 1
2H20 + 2? = H 2 +20H ' 2Н ,0+2С Г — скШп"г >C1 2 + H 2 +20H~ yoki MgCl 2 +2H 2 0 — e№r-oliz ->C l,+ H 2 +Mg(OH ) 2 d) Kaliy sulfatning suvdagi eritmada dissotsilanishi: K ,S0 4 2K""+S02" Kaliy ionlari va sulfat-ionlar suvdagi eritmada elektrodlarda zaryadsizlana olmaydi (7.7- § ga q.), demak, katodda suvning qaytarilishi, anodda — oksidlanishi sodir b o ‘ladi. Elektrolizning sxemasi: 2Н20 + 2ё = H,+20H" 2H ,0 — 4Ғ = 4H++ 0 2 6H20 — > 2H2+ 4H '+ 40H ~ + O, yoki, 4H ++ 4 0 H _= 4 H 20 ekanligini (aralashtirilganda shu reaksiya amalga oshadi) e ’tiborga olsak, 3- masala. Kaliy gidroksid eritmasi ko‘mir elektrodlar bilan elektroliz qilinganda anodda 25 ml gaz ajralib chiqdi. Bunda katodda qancha gaz ajralib chiqqan? Yechish. Kaliy kationlari suvdagi eritmada qaytarilmasligini e ’tiborga olib, elektroliz jarayonining sxemasini tuzamiz: 2H20 + 2e = H 2 + 2 0H “ 40H~ — 4 e = 0 2 +2H20 2 H Q -------elej a roliz----- » 2 H 2 + 0 2 Shunday qilib, anodda kislorod, katodda — vodorod ajralib chiqadi. Anod va katod orqali o ‘tgan elektr miqdori bir xil; bu holda elek troliz sxem asidan k o ‘rinishicha, ajralib chiqqan vodorodning mollar soni kislorodning mollar sonidan ikki marta ko‘p bo'ladi. 0 ‘zgarmas sharoitlarda bir mol har qanday gazning hajmi o ‘zgarm as kattalik b o ‘lgani u chun ajralib chiqqan vodorodning hajmi anodda hosil bo'lgan kislorodning hajmidan ikki marta ko‘p bo'lishi, ya’ni 2 • 25 ml = 50 ml bo'lishi kerak. 7 - B O B G A D O IR T E ST L A R VA U L A R N IN G Y E C H IM L A R I 7.1. Quyidagi moddalaming qaysilari ham oksidlovchi, ham qaytaruvchi xossalarni namoyon qiladi? 1) kaliy sulfat; 2) natriy sulfit; 3) sulfit angidrid; 4) marganes (IV) oksid; 5) kaliy suifid; 6 ) xrom (III) oksid; 7) magniy; 8 ) vodorod; 9) kislorod; 10) brom. A) 1, 2, 4, 6 , 7, 8 , 9 B) 2, 3, 4, 6 , 8 , 9, 10 C) 3, 5, 6 , 7, 8 , 9, 10 D) 1, 3, 5, 6 , 7, 8 E) 1, 5, 6 , 8 , 9, 10. Yechish. Testning shartida qo'yilgan savolga javob beradigan elementlar o'zlarining eng pastki (odatda manfiy oksidlanish darajasidagi metallmaslar yoki erkin holdagi metallar) oksidlanish darajasida faqat qaytaruvchilik xossasiga va aksincha, eng yuqori musbat oksidlanish darajasiga ega bo'lgan elementlar (metallar va metallmaslar) faqat oksidlovchi xususiyatiga ega bo'ladi. Shunday elementlaming barcha oraliq holatdagi oksidlanish darajasiga ega bo'lgan birikmalari uchun ikkala xususiyat ham xos bo'ladi (7.2 - § ga qarang). Test shartida keltirilgan elementlar yoki birikmalar orasida S + 4 (2- va 3 - moddalar) — 2, 0 yoki + 6 holatlarga, M n + 4 (4- modda) 0, + 2 , +3 yoki + 6 va +7 holatlariga, Сг + 3 ( 6 -modda) + 2 yoki + 6 holatlariga, H ( 8 -modda) — 1 yoki +1 holatlarga, kislorod (9-modda) —2, — 1 yoki +2 holatlarga va oxirgi element (10-modda) — 1 yoki +1 dan + 7 oksidlanish darajalariga o ‘tishi mumkin va ular hammasi test shartini qanoatlantiradi. Javob. В bo'ladi. 7.2. Ikkita elektrolizorning birida aluminiy xloridning, ikkin- chisida esa ikki valentli element xloridining suyuqlanmalari bir- biri bilan parallel ulanib elektroliz jarayoni o'tkazilgan. Birinchi elektrolizor katodida 67,5 g metall, ikkinchisida esa 150 g metall ajralib chiqqan. Ikkinchi idishda ajralib chiqqan elementning atom massasini hisoblang. A) 24 B) 56 C) 64 D) 40 E) 65 Yechish. Faradey qonuniga binoan elektrodlarda ajralib chiqqan moddalaming massasi (m) ularning ekvivalentiga (E) va elektro- lizorlar o ‘tgan tok miqdori ( /• t — amper. sek)ga to‘g‘ri proporsional bo'ladi (fizika kursida bayon etiladi): E ■ I ■ t m = -------- 96500
Bu formuladagi 96500 kulon sekund bir Faradey tok kuchiga teng. Shu miqdorda elektr toki elektrodda 1 ekvivalent moddani 27
Download 6.95 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: |
Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling
ma'muriyatiga murojaat qiling