Анодный процесс. Поскольку соль Al(NO3)3 образована слабым основанием Al(OH)3 и сильной кислотой HNO3, а материал анода не оговорен, то будем считать, что имеем электролиз с инертным анодом в кислой среде. Следовательно, на аноде могут протекать два процесса – электрохимическое окисление воды с выделением кислорода и окисление аниона. Однако при электролизе растворов, содержащих в своем составе NO3(-), на аноде происходит электрохимическое окисление воды с выделением свободного кислорода. Анод (+) 2Н2О – 4е = 4Н (+) + О2↑(рН < 7)
Катодный процесс. На катоде также могут протекать два процесса – восстановление ионов Al(3+) и электрохимическое восстановление ионов водорода Н (+) (поскольку электролиз протекает в кислой среде) . Однако алюминий относится к тем металлам в электрохимическом ряду напряжений, которые при электролизе не восстанавливаются из РАСТВОРОВ их солей. Следовательно, на катоде будет протекать процесс восстановления ионов водорода Н (+) с выделением водорода. Катод (-) 2H(+) + 2e = H2↑
Тогда процессы окисления – восстановления, протекающие при электролизе раствора нитрата алюминия. Анод (+) 2Н2О – 4е = 4Н (+) + О2↑ | 1 - окисление Катод (-) 2H(+) + 2e = H2↑ | 2 – восстановление Таким образом, в результате электролиза раствора нитрата алюминия в растворе происходит электролиз воды. 2Н2О = О2↑ + 2H2↑ (1) Кроме того, у катода выпадает Аl(OH)3, а у анода образуется раствор HNO3. Тогда суммарное уравнение электролиза раствора нитрата алюминия в растворе. 2Al(NO3)3 + 12H2O = 2Аl(OH)3↓ + 6H2↑ + 3O2↑ + 6HNO3 (2) Согласно уравнению реакции (1) или (2) на один моль образовавшегося на аноде кислорода приходится два моля образовавшегося на катоде водорода. n(H2) = 2n(O2) Из пропорции V(H2)/V(O2) = (n(H2)*Vm) / (n(O2)*Vm) = 2n(O2)/n(O2) = 2 Получаем V(H2) = 2*V(O2) = 2*50 = 100 л
Автотранспорт – не єдина причина забруднення повітря. Головним його джерелом є промислові підприємства. Спалювання, наприклад, вугілля на теплових електростанціях супроводжується викидами диму, який містить двоокис сірки та окис азоту. Окрім згаданих вище наслідків, двоокис сірки може викликати звужування дихальних шляхів та загострює різні хвороби. В процесі виробництва пластмас у атмосферу попадають хлорофторвуглець, які руйнують її озоновий шар. Відрізняючись великою стійкістю, ці гази спроможні накопичуватись і зберігатися в атмосфері до 100 років. Тому, не дивлячись на спроби скоротити викиди, ми ще довго будемо відчувати на собі негативний вплив вже того хлорофторвуглецю, який накопичився у атмосфері. При спалюванні великої кількості побутового сміття, яке постійно накопичується, виникає дим, у якому знаходяться діоксини. Речовини, які використовуються у хімчистці, містять перхлоретилен, який було внесено спеціалістами до списку "шкідливих для здоров’я забруднювачів повітря", які мають канцерогенні властивості. Через постійне збільшення забруднення повітря збільшились випадки госпіталізації хворих з астмою. Збільшується захворюваність астмою та іншими респіраторними захворюваннями серед дітей, погіршується стан людей похилого віку, вагітних жінок, людей із захворюваннями серця та легень. Дійшло навіть до того, що лікарі їм радять інколи не виходити на прогулянки. Необхідні заходи. Одним з методів зниження темпів забруднення атмосфери – це очистка палива, а зокрема бензину від шкідливих домішок, таких як свинець, який ушкоджує головний мозок дітей. Правила, введені у 1960-70-х роках в Лос-Анджелесі з метою боротьби з нафтохімічним смогом, включає в себе вимогу облаштувати всі автомобілі каталітичними нейтралізаторами вихлопних газів. Але у 1980-х роках здійснення цієї програми уповільнилося, я кількість автомобілів продовжувала зростати. З метою п’ятикратного зменшення забруднення повітря в наступні 20 років у 1989 році в місті ввели нові правила. Фірмам радили, щоб їх службовці по черзі підвозили один одного на роботу. Добре сприймається перехід на чотирьохденний робочий тиждень та роботу на дому. Передбачається поступовий перехід автомобілів з бензину на більш екологічно чисте паливо. Місцеві промислові підприємства також мають знизити викиди в атмосферу.
Al(NO3)3 + H2O = AlOH(NO3)2 + HNO3
Al(3+) + H2O = AlOH(2+) + H(+) (рН < 7 – кислая среда)
Анодный процесс.
Поскольку соль Al(NO3)3 образована слабым основанием Al(OH)3 и сильной кислотой HNO3, а материал анода не оговорен, то будем считать, что имеем электролиз с инертным анодом в кислой среде.
Следовательно, на аноде могут протекать два процесса – электрохимическое окисление воды с выделением кислорода и окисление аниона. Однако при электролизе растворов, содержащих в своем составе NO3(-), на аноде происходит электрохимическое окисление воды с выделением свободного кислорода.
Анод (+) 2Н2О – 4е = 4Н (+) + О2↑(рН < 7)
Катодный процесс.
На катоде также могут протекать два процесса – восстановление ионов Al(3+) и электрохимическое восстановление ионов водорода Н (+) (поскольку электролиз протекает в кислой среде) . Однако алюминий относится к тем металлам в электрохимическом ряду напряжений, которые при электролизе не восстанавливаются из РАСТВОРОВ их солей.
Следовательно, на катоде будет протекать процесс восстановления ионов водорода Н (+) с выделением водорода.
Катод (-) 2H(+) + 2e = H2↑
Тогда процессы окисления – восстановления, протекающие при электролизе раствора нитрата алюминия.
Анод (+) 2Н2О – 4е = 4Н (+) + О2↑ | 1 - окисление
Катод (-) 2H(+) + 2e = H2↑ | 2 – восстановление
Таким образом, в результате электролиза раствора нитрата алюминия в растворе происходит электролиз воды.
2Н2О = О2↑ + 2H2↑ (1)
Кроме того, у катода выпадает Аl(OH)3, а у анода образуется раствор HNO3. Тогда суммарное уравнение электролиза раствора нитрата алюминия в растворе.
2Al(NO3)3 + 12H2O = 2Аl(OH)3↓ + 6H2↑ + 3O2↑ + 6HNO3 (2)
Согласно уравнению реакции (1) или (2) на один моль образовавшегося на аноде кислорода приходится два моля образовавшегося на катоде водорода.
n(H2) = 2n(O2)
Из пропорции
V(H2)/V(O2) = (n(H2)*Vm) / (n(O2)*Vm) = 2n(O2)/n(O2) = 2
Получаем
V(H2) = 2*V(O2) = 2*50 = 100 л
При спалюванні великої кількості побутового сміття, яке постійно накопичується, виникає дим, у якому знаходяться діоксини. Речовини, які використовуються у хімчистці, містять перхлоретилен, який було внесено спеціалістами до списку "шкідливих для здоров’я забруднювачів повітря", які мають канцерогенні властивості.
Через постійне збільшення забруднення повітря збільшились випадки госпіталізації хворих з астмою. Збільшується захворюваність астмою та іншими респіраторними захворюваннями серед дітей, погіршується стан людей похилого віку, вагітних жінок, людей із захворюваннями серця та легень. Дійшло навіть до того, що лікарі їм радять інколи не виходити на прогулянки.
Необхідні заходи. Одним з методів зниження темпів забруднення атмосфери – це очистка палива, а зокрема бензину від шкідливих домішок, таких як свинець, який ушкоджує головний мозок дітей. Правила, введені у 1960-70-х роках в Лос-Анджелесі з метою боротьби з нафтохімічним смогом, включає в себе вимогу облаштувати всі автомобілі каталітичними нейтралізаторами вихлопних газів. Але у 1980-х роках здійснення цієї програми уповільнилося, я кількість автомобілів продовжувала зростати.
З метою п’ятикратного зменшення забруднення повітря в наступні 20 років у 1989 році в місті ввели нові правила. Фірмам радили, щоб їх службовці по черзі підвозили один одного на роботу. Добре сприймається перехід на чотирьохденний робочий тиждень та роботу на дому. Передбачається поступовий перехід автомобілів з бензину на більш екологічно чисте паливо. Місцеві промислові підприємства також мають знизити викиди в атмосферу.