Электролиз раствора сульфата натрия
В U-образную трубку налить раствор сульфата натрия, добавить в оба колена трубки по несколько капель раствора лакмуса. Погрузить угольные электроды, подключить к источнику постоянного тока, включить прибор и наблюдать выделение пузырьков газа на электродах. Обратить внимание на различную окраску лакмуса в анодном и катодном пространстве.
Требования к результатам опыта
1. Составить схему электролиза водного раствора сульфата натрия. Написать уравнения электродных реакций и суммарной реакции электролиза. Указать продукты электролиза.
2. Объяснить изменение окраски индикатора. Указать значение рН в анодном и катодном пространстве.

Схема электролиза водного раствора сульфата натрия:

_______________ _______________ _______________
| | | | | |
| Анод | | Катод | | Лакмус |
| (угольная | | (угольная | | бумажка) |
| пластина) | | пластина) | | |
|_______________| |_______________| |_______________|

U-образная трубка заполнена раствором сульфата натрия и в оба колена добавлены несколько капель раствора лакмуса. Электроды, выполненные из угольных пластин, погружены в трубку. Подключая их к источнику постоянного тока, включаем прибор и наблюдаем выделение пузырьков газа на электродах.

Уравнения электродных реакций:
Анод (окисление): 4OH⁻(aq) → O₂(g) + 2H₂O(l) + 4e⁻
Катод (восстановление): 2H₂O(l) + 2e⁻ → H₂(g) + 2OH⁻(aq)

Реакция электролиза:
2H₂O(l) → O₂(g) + 2H₂(g)

Продукты электролиза: газообразный кислород (O₂) на аноде и газообразный водород (H₂) на катоде.

Изменение окраски индикатора (лакмуса) объясняется изменением рН в анодном и катодном пространстве. В результате процесса электролиза в окружающей растворе происходит изменение концентрации ионов водорода (H⁺) и гидроксидных ионов (OH⁻), что приводит к изменению рН среды. В анодном пространстве образуются оксониевые ионы (H₃О⁺), что приводит к повышению концентрации положительных ионов водорода и кислотности среды (нижний колено трубки с лакмусом окрашивается в красный цвет). В катодном пространстве происходит образование гидроксидных ионов (OH⁻), что приводит к повышению базичности среды и окраске лакмуса в синий цвет.

Таким образом, рН в анодном пространстве становится ниже 7 (кислотное) из-за образования оксониевых ионов, а в катодном пространстве рН повышается выше 7 (щелочное) из-за образования гидроксидных ионов.