Химия

При электролизе солей органических карбоновых кислот (реакция Кольбе) на аноде происходит окисление карбоксилат-анионов

$2C_xH_yCOO^{-} - 2e = C_xH_y - C_xH_y + 2CO_2$.

Если углеводород $C_xH_y - C_xH_y$ представляет собой бутан $C_4H_{10}$ ($C_2H_6 - C_2H_5$), то $C_xH_y = C_2H_5$, и электролизу была подвергнута соль пропионовой кислоты и активного металла, ионы которого не разряжаются на катоде

на аноде: $2C_2H_5COO^{-} - 2e = C_4H_{10} + 2CO_2$,
на катоде: $2H_2O + 2 e = H_2 + 2OH^{-}$ или $2H^{+} + 2e = H_2$,

или суммарное уравнение

$2C_2H_5COO^{-} + 2H_2O = H_2 + C_4H_{10} + 2CO_2 + 2OH^{-}$.

Для очистки бутана от двуокиси углерода следует пропу. стить смесь газов, выделяющуюся на аноде, через раствор щелочи, которая поглощает $CO_2$,

$2KOH + CO_2 = K_2CO_3 + H_2O$.

Как следует из уравнения реакции, объемы водорода и бутана, полученные при реакции, одинаковы.

Время электролиза может быть рассчитано по закону Фарадея: на катоде выделилось $140 : 11200 = 0,0125$ г-экв. водорода, т. е. через раствор прошло $0,0125 F = 0,0125 \cdot 96500 = 1206,25 \: Кл$. При силе тока $2 А$ это количество электричества пройдет через раствор за

$t = \frac{I}{q} = \frac{1206,25}{2} = 6603 \: с$, т. е. примерно за 10 мин.

[Расчет времени можно выполнить и с указанным в задаче электрохимическим эквивалентом водорода (мг/мин); поскольку было получено $140 : 11200 = 0,0125$ г-экв, т. е. 0,0125 г, или 12,5 мг, водорода, то время электролиза

$t = \frac{m}{Э \cdot I} = 12,5.(0,62 \cdot 2) = 10$ мин.]