Работа 5. Электролиз раствора поваренной соли.

Цель работы: Ознакомиться с сущностью электрохимического производства NaOH, Cl₂ и H₂.. Научиться вычислять выход продуктов по току. Получить хлорную известь и жавелевую воду и изучить их свойства.

Оборудование и материалы: (Схема)

1.             Колокольный электролизер с насыщенным раствором NaCl.

2.             Источник постоянного тока.

3.             Реостат.

4.             Хлоркальциевая трубка с гашеной известью.

5.             Промывалка с 5-процентным раствором NaOH.

6.             6%-ный раствор йодистого калия.

7.             Лакмусовая бумага и бумага конго.

8.             Крашеная хлопчатобумажная ткань.

9.             Мерный цилиндр на 250 мл и ванна для собирания водорода.

10.       Стеклянные и резиновые трубки, пробки.

Проведение работы:

            Соберите прибор в соответствии с рисунком. В качестве электролизера можно использовать стеклянную банку емкостью 4 – 5 л с широким горлом, закрываемым резиновой или корковой пробкой. Через середину пробки в электролизер вставляется форштос от холодильника, который используется в качестве колокола. Катодом служит толстая железная проволока диаметром 2 – 3 мм с шероховатой поверхностью, укрепленная в середине форштоса. Нижний конец катода на 5 – 6 см не доходит до конца форштоса. Анодом служит угольный стержень диаметром 7 – 8 мм и длиной 20 – 25 см, укрепляемый в боковом отверстии пробки. Электролизер заполняют почти доверху насыщенным раствором поваренной соли. Электролизер плотно закрывают пробкой и заливают все отверстия пробки парафином.

Собранный электролизер присоединяют к выпрямителю тока. Для данной работы можно использовать выпрямитель ВГ-2, который позволяет получить постоянный ток напряжением до 24 В при максимальной силе тока в 6 А. В верхней части передней панели выпрямителя расположены электроизмерительные приборы, контролирующие выпрямленное напряжение и выпрямленный ток: вольтметр со шкалой от 0 до 30 В и  амперметр со шкалой от 0 до 10 А.

Соединив выпрямитель с электролизером, включают выпрямитель в сеть. Выдержав 40 – 50 сек, ставят выключатель выпрямителя против цифры 6 или 7, чтобы сила тока по амперметру выпрямителя была 2 - 2,5 А, а напряжение по вольтметру 12 – 15 В, и наблюдают выделение водорода на катоде. Записывают время начала электролиза и силу тока в амперах. Через 20 – 30 мин электролиза измеряют объем выделившегося водорода и вычисляют выход водорода по току по формуле:

G = Э_mIt / 26,8 г,

где Э_m – эквивалент получаемого элемента; I – сила тока (А); t – время электролиза (час); 26,8 А–час или 96500 А-с - постоянная Фарадея.

Вычислив теоретический выход водорода по току и, пересчитав объем выделившегося водорода в граммы, вычисляют выход водорода по току по формуле:            % выход водорода =  m 100 / G = %, где

       m – фактически полученное количество граммов водорода;

              G – теоретически вычисленное количество граммов водорода по току.

© УлГПУ, кафедра химии, доцент Пестова Н. Ю., 2013