«Электролиз» Окислительно-восстановительные реакции, протекающие на электродах при пропускании постоянного электрического тока через растворы или расплавы. - презентация

1

2 «Электролиз»

3 Окислительно-восстановительные реакции, протекающие на электродах при пропускании постоянного электрического тока через растворы или расплавы электролитов, называют электролизом. При электролизе окислителем и восстановителем является электрический ток. Процессы окисления и восстановления разделены в пространстве, они совершаются не при контакте частиц друг с другом, а при соприкосновении с электродами электрической цепи. Катод - отрицательно- заряженный электрод. Анод – положительно-заряженный электрод. Катион- «+»ион, анион- «-» ион.

4 Электролиз водных растворов электролитов Катодные процессы в водных растворах электролитов :катионы или молекулы воды принимают электронов и восстанавливаются. Катодные процессы в водных растворах электролитов :катионы или молекулы воды принимают электронов и восстанавливаются. Li,K,Ca, | Mn,Zn,Fe,Ni,| H 2 |Cu,Hg,Ag,Pt Li,K,Ca, | Mn,Zn,Fe,Ni,| H 2 |Cu,Hg,Ag,Pt Na,Mg,Al Sn,Pb Au Na,Mg,Al Sn,Pb Au Катионы металлов не | Катионы металлов и молекулы воды| Катионы металлов восстанавливаются. восстанавливаются восстанавливаются Восстанавливается вода

5 При плавлении электролиты распадаются на ионы, только в отличии от ионов водных растворах такие ионы не гидратиро- ванны. При пропускании электрического тока через расплав ионы направляются к противоположно заряженным электро- дам и разряжаются на них. Рассмотрим электролиз расплава хлорида натрия. В расплаве Эта соль диссоциирует: NaCI=Na +1 +CI -1. Катионы натрия направляются к катоду (отрицательному полюсу источника тока) и разряжаются на нем, т.е. восстанавливаются: Na +1 +1e=Na 0 Хлорид-анионы направляются к аноду(положительному полюсу источника тока) и разряжаются на нем, т. е. окисляются: 2CI -1 -2e=CI 2 Итоговое уравнение электролиза расплава хлорида натрия: 2NaCI(расплав)=2Na+CI 2

6

7 Процесс на катоде зависит не от материала катода, из которого он сделан, а от положения металла(катиона электролита) в электрохимическом ряду напряжений, при этом если: Процесс на катоде зависит не от материала катода, из которого он сделан, а от положения металла(катиона электролита) в электрохимическом ряду напряжений, при этом если: 1) Катион электролита расположен в ряду напряжений в начале ряда(по алюминий включительно), то на катоде идет процесс восстановления воды(выделяется водород). Катионы металла не восстанавливаются, они остаются в растворе. |Li Rb K Ba Sr Ca Na Mg Al| Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H Sb Bi Cu Hg Ag Pd Pt Au Li Rb K Ba Sr Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H Sb Bi Cu Hg Ag Pd Pt AuLi Rb K Ba Sr Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H Sb Bi Cu Hg Ag Pd Pt Au 2) Катион электролита находится в ряду напряжений между алюминием и водородом, то на катоде восстанавливаются одновременно ионы металла, и молекулы воды. одновременно ионы металла, и молекулы воды. Li Li Rb K Ba Sr Ca Na Mg Al | Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb | H Sb Bi Cu Hg Ag Pd Pt Au Rb K Ba Sr Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H Sb Bi Cu Hg Ag Pd Pt Au Li Rb K Ba Sr Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H Sb Bi Cu Hg Ag Pd Pt Au

8 Катион электролита находится в ряду напряжений после водорода, то на катоде восстанавливаются катионы металла. Катион электролита находится в ряду напряжений после водорода, то на катоде восстанавливаются катионы металла. Li Li Rb K Ba Sr Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H Li Rb K Ba Sr Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H Rb K Ba Sr Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H Li Rb K Ba Sr Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H | Sb Bi Cu Hg Ag Pd Pt Au | Sb Bi Cu Hg Ag Pd Pt AuSb Bi Cu Hg Ag Pd Pt Au Если в растворе содержатся катионы разных металлов, то сначала восстанавливается катион металла, стоящего в руду напряжений правее. Если в растворе содержатся катионы разных металлов, то сначала восстанавливается катион металла, стоящего в руду напряжений правее.

9

10 Процесс на аноде зависит от материала анода и от природы аниона. Процесс на аноде зависит от материала анода и от природы аниона. Если анод растворяется (железо, цинк, медь, серебро и все металлы, которые окисляются в процессе электролиза), то окисляется металл анода, несмотря на природу аниона. Если анод растворяется (железо, цинк, медь, серебро и все металлы, которые окисляются в процессе электролиза), то окисляется металл анода, несмотря на природу аниона. Если анод не растворяется( его называют инертным – графит, золото, платина), то: Если анод не растворяется( его называют инертным – графит, золото, платина), то: а) при электролизе растворов солей бескислородных кислот (кроме фторидов) на аноде идет процесс окисления аниона; б) при электролизе растворов солей кислородосодержащих кислот и фторидов на аноде идет процесс окисления воды(выделяется кислород). Анионы не окисляются, они остаются в растворе; в)анионы по их способности окисляться располагаются в следующем порядке: I Br S CI OH I Br S CI OH

11 В промышленности электролиз находит широкое применение: В промышленности электролиз находит широкое применение: Для получения щелочных, щелочноземельных металлов и алюминия; Для получения щелочных, щелочноземельных металлов и алюминия; Для получения галогенов, водорода и кислорода; Для получения галогенов, водорода и кислорода; Для нанесения металлических покрытий на поверхность изделий – никелирование, хромирование, золочение(общее название таких процессов – гальваностегия); Для нанесения металлических покрытий на поверхность изделий – никелирование, хромирование, золочение(общее название таких процессов – гальваностегия); Для изготовления рельефных металлических копий (гальванопластика); Для изготовления рельефных металлических копий (гальванопластика); Для очистки цветных металлов от примесей (рафинирование). Для очистки цветных металлов от примесей (рафинирование).