Электролиз сульфата меди с медными электродами

 

Электролизом водных растворов получают и рафинируют (очищают) многие известные металлы: медь, висмут, олово, свинец, кадмий и другие. При практическом проведении электролиза всегда некоторая часть электро­энергии затрачивается на побочные процессы и теряется вследствие недоста­точно хороших контактов и потерь электролита. Об эффективности работы гальванических ванн судят по величине выхода по току:

, где (1)

 

m практ – масса фактически выделенного вещества;

m теорет – масса вещества, которая должна выделится в соответствии с законом Фарадея.

Теоретическую массу рассчитывают согласно законам Фарадея.

Согласно первому закону Фарадея, масса веществ, выделившихся на электродах, прямо пропорциональна

количеству электричества, прошедшего через электролит.

По второму закону Фарадея, при одинаковом количестве электричест­ва, прошедшего через электролит, на электродах выделятся эквивалентные массы различных веществ, т.е. для выделения на электроде одного эквива­лента любого вещества необходимо затратить одно и то же количество элек­тричества (96500 кулонов), называемое числом Фарадея (F).

F = 96500 Кл = 26,8 (ампер-час).

Теоретическую массу вещества можно вычислить по формуле, объеди­няющей оба закона Фарадея:

; (2)

, где (3)

 

I – сила тока, А;

τ – продолжительность электролиза, час;

А – масса иона, г/моль;

n – заряд иона;

F – число Фарадея, Кл;

Е – электрохимический эквивалент, г/Кл.

Цель работы: получить рафинированную медь электролизом раствора сульфата меди с медными электродами.

Реактивы: насыщенный водный раствор сульфата меди.

Оборудование: стакан на 300 мл, медные пластинки, вольтметр, ампер­метр, реостат, выпрямитель, фильтровальная бумага.

Порядок выполнения работы: собирают установку по схеме на рисунке 2.

 

 

Рис. 2. Схема установки для электролиза сульфата меди.

1– емкость (ванна) для электролиза; 2 – медные пластины (электроды); 3 – выпрямитель В-24М.

Катодную пластинку взвешивают до и после электролиза. Отмечают продолжительность электролиза. После окончания опыта рассчитывают выход по току.