Электролиз Цель: изучить сущность процесса электролиза Задачи: раскрыть принцип работы электролизёра суть катодных и анодных процессов примеры электролиза применение электролиза

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ВАННА. Катод (-) Анод (+) Восстановление Окисление Электроды

Электролиз. Электролиз – окислительно- восстановительный процесс, протекающий на электродах при прохождении постоянного электрического тока через расплав или раствор электролита. Электролиты: соли, щёлочи, кислоты.

Процессы на катоде 1. Катионы активных металлов: Li +, Cs +, Rb +, K +, Ba 2+, Ca 2+, Na +, Mg 2+, Al 3+, NH 4 + Металлы не восстанавливаются, а восстанавливаются молекулы H 2 O: 2H 2 O + 2ē = H 2 + 2OH –

Процессы на катоде 2. Катионы металлов средней активности Mn 2+, Zn 2+, Cr 3+, Fe 2+, Co 2+, Ni 2+, Sn 2+, Pb 2+ Катионы металлов восстанавливаются совместно с молекулами воды: Me n+ + nē = Me o 2H 2 O + 2ē = H 2 + 2OH –

Процессы на катоде 3. Катионы водородаH + Ионы H + восстанавливаются только при электролизе растворов кислот: 2H + + 2ē = H 2

Процессы на катоде 4. Катионы малоактивных металлов: Cu 2+, Hg 2+, Ag +, Pt 2+, Au 3+ Восстанавливаются только катионы металлов: Me n+ +nē = Me o

Процессы на аноде 1-2 1) Анионы бескислородных кислот: I –, Br –, S 2–, Cl – Окисляются кислотные остатки A m– – mē = A o 2) Анионы OH – Окисляются только при электролизе растворов щёлочей 4OH – – 4ē = O 2 + 2H 2 O

Процессы на аноде ) Анионы кислородсодержащих кислот: SO 4 2–, NO 3 –, CO 3 2–, PO 4 3– Окисляются молекулы воды: 2H 2 O – 4ē =O 2 + 4H + 4) Анионы F – Окисляются только молекулы воды 2H 2 O – 4ē = O 2 + 4H +

Если анод растворимый Анод растворимый (активный), изготовлен из Cu, Ag, Zn, Ni, Fe и др. металлы. Анионы не окисляются. Окисляется сам анод: Ме о – nē = Me n+ Катионы Me n+ переходят в раствор. Масса анода уменьшается.

Электролиз расплавов Расплав KOH = K + + OH – (–) Катод: K + + 1ē = K o х 4 (+) Анод: 4OH – – 4ē = O 2 + 2H 2 O х 1 4K + + 4OH – = O 2 + 2H 2 O+ 4K 4KOH 4K + O 2 + 2H 2 O

Электролиз раствора NaCl Раствор NaCl (–) Катод Na+ Cl– (+) Анод H2O H2O (–) Катод: 2H 2 O + 2ē = H 2 + 2OH – (+) Анод: 2Cl – – 2ē = Cl 2 2H 2 O + 2Cl – = H 2 + Cl 2 + 2OH – 2H 2 O+2NaCl=H 2 +Cl 2 + 2NaOH

Если анод растворимый Анод растворимый. Электролиз раствора AgNO 3 (анод растворимый – из Ag) (–) Катод: Ag + + 1ē = Ag o (+) Анод: Ag o – 1ē = Ag + Ag o + Ag + = Ag + + Ag o Электролиз сводится к переносу серебра с анода на катод.

Законы электролиза. Законы Фарадея. Масса веществ, выделившегося на электроде при электролизе, пропорциональна количеству электричества, прошедшее через электролит: где, m–масса веществ продуктов электролиза, гр. Э – эквивалентная масса вещества, гр. I – сила тока, А. F – постоянная Фарадея = Кл. t – время электролиза, сек.

Применение электролиза. Для получения щёлочных, щёлочноземельных металлов, алюминия, лантаноидов гальванопластикойДля получения точных металлических копий, что называется гальванопластикой ГАЛЬВАНОСТЕГИЕЙ.Для защиты металлических изделий от коррозии и для придания декоративного вида. Отрасль прикладной электрохимии, которая занимается покрытием металлических изделий другими металлами называется ГАЛЬВАНОСТЕГИЕЙ.