Электролиз

Электролиз Электролиз – окислительно-восстановительный процесс, протекающий на электродах при прохождении постоянного электрического тока через раствор или расплав электролита. ЭлектролизG > 0 Электролиз – процесс не самопроизвольный, т.е.G > 0 Электрический ток является самым сильным окислителем и самым сильным восстановителем.

Сl-Сl- Сu 2+ Сl-Сl- А (+) К (-) В раствор CuCl 2 погрузили 2 графитовых электрода и к ним присоединили источник тока: отрицательный полюс – КАТОД; положительный полюс – АНОД. В стакан налит раствор CuCl 2, который диссоциирует на беспорядочно двигающиеся ионы Cu 2+ и Cl -. Движение ионов в растворе станет упорядоченным: Cu 2+ двигается к КАТОДУ, ион меди – катион. Cl - двигается к АНОДУ, ион хлора – анион.

При электролизе: отрицательном катоде) восстановления на отрицательном электроде (катоде) идет процесс восстановления, положительном аноде) окисления а на положительном электроде (аноде) идет процесс окисления. Анодные и катодные процессы зависят от природы электролита (раствор или расплав) и материала, из которого изготовлены электроды (инертный или растворимый электрод).

Электролиз расплавов NaCl Na + + Cl - K(-) Na + A(+) Cl - Na + Na 0 | * 2 2Cl - Cl 2 0 2Na + + 2Cl - Na 0 + Cl 2 0 2NaCl Na 0 + Cl e+2e эл. ток

Анодные процессы SO e SO2 + O2 2NO3 - -2e 2NO2 + O2 4PO e 2P2O5 + 3O2 2SiO e 2SiO2 + O2 2CO e 2CO2 + O2

Электролиз растворов NaCl Na + + Cl - Кроме ионов Na+ и Cl- в растворе присутствуют молекулы Н2О. В такой ситуации пользуются правилами: 1) на аноде более вероятен тот процесс, для которого электродный потенциал меньше; 2) на катоде более вероятен тот процесс, для которого электродный потенциал больше.

Сравнение величин электродных потенциалов приводит к выводу: Катодный процесс: 1. В растворах солей металлов, стоящих в ЭХН левее Al, происходит катодное восстановление воды. 2. В растворах солей металлов, стоящих в ЭХН правее водорода, происходит восстановление металла. 3. В растворах солей металлов, находящихся между Al и Н2, возможно одновременное восстановление металла и молекул воды Анодный процесс: 1. В растворах, содержащих анионы кислородсодержащих кислот, происходит анодное окисление воды. 2. В растворах, содержащих анионы бескислородных кислот (кроме F - ), происходит анодное окисление аниона.

NaCl Na + + Cl - K(-) Na +, Н2О A(+) Cl -, Н2О 2H2O - 2e H2 + 2OН - 2Cl - +2 е Cl 2 0 2H2O + 2Cl - Н2 + 2ОH - + Сl2 2H2O + 2NaCl Н2 + 2NaОH + Сl2 Электролиз раствора NaCl

Самостоятельная работа Написать суммарное уравнение реакции, уравнения катодных и анодных процессов, происходящих при электролизе раствора соли: Вариант 1 ZnSO 4 Вариант 2 NiCl 2 Вариант 3 MgSO 4 Вариант 4 AlCl 3 Вариант 5 AgNO 3 Вариант 6 FeCl 3