Физические основы общей химии. Балданова Д.М - 66 стр.

щие в ряду стандартных электродных потенциалов после алюми-                 Так как потенциал ϕ Cu         Cu 2 +
                                                                                                                    = 0,34 B значительно больше,
ния до водорода: Mn 2 + , Zn 2 + , Sn 2 + , Cr 3+ ,... и др.
                                                                      чем ϕ = −0,41B , на катоде будет происходить восстановление
      3. Если катионом является катион металла Me n + , значение      ионов меди. Потенциал ϕ 2Br -             = 1,08 B меньше, чем ϕ = 1,23 B ,
потенциала которого гораздо меньше, чем ϕ = −0,41B ,                                                      Br2

то эти катионы не восстанавливаются на катоде. К ним относят          следовательно, на аноде будут окисляться преимущественно ио-
металлы, стоящие в ряду стандартных электродных потенциалов           ны брома до свободного состояния. Таким образом, получаем
от         лития      до        алюминия       включительно:                              К: Cu 2+ + 2 e = Cu 0 2 1
   +     +    +   +      3+
Li , Na , K , Rb ,..., Al . Вместо них восстанавливаются мо-                              А: 2Br − − 2 e = Br20 2 1
лекулы воды.                                                                                   Cu 2+ + 2Br - = Cu 0 + Br20 ↑
                                                                            Или в молекулярной форме:
      Порядок разряда анионов на нерастворимом аноде.
      На аноде протекают реакции окисления, поэтому в первую
                                                                                                   CuBr2 = Cu + Br2 ↑
очередь должны разряжаться анионы с наиболее отрицательным                  Пример 8. Написать уравнения процессов, происходящих
потенциалом.                                                          при электролизе водного раствора сульфата натрия с инертным
                                                                      анодом.
      1. Анионы бескислородных кислот ( Cl − , I − , Br − , S 2− ),
                                                                            Решение. В данном случае соль образована активным ме-
кроме F − , окисляются в первую очередь.                              таллом и кислородсодержащей кислотой. Реакции, происходящие
      2. Анионы кислородсодержащей кислоты с максимальной             при электролизе водного раствора данного электролита на катоде
степенью окисления неметалла ( SO 24- , NO 3- , PO 34- и т.п.) или    и аноде, могут быть выражены следующим образом:
фторид-ион не окисляются на аноде. Вместо них окисляются мо-                                   Na 2 SO 4 ↔ 2 Na + + SO 24-
лекулы воды с выделением кислорода, так как потенциал окисле-                           −                                           +
ния воды значительно меньше, чем для указанных выше ионов.                              K                                           A
      Пример 7. Написать уравнения процессов, происходящих                                 H 2 O ↔ H + + OH −
при электролизе водного раствора бромида меди (II) с инертным               Так как потенциал ϕ Na Na + = −2,41B значительно отрица-
анодом.
      Решение. В данном случае соль образована малоактивным           тельнее, чем ϕ = −0,41B , на катоде будет происходить восста-
металлом и бескислородной кислотой. В водном растворе данно-          новление воды, сопровождающее выделением водорода. Потен-
го электролита кроме катионов и анионов соли имеются также            циал ϕ 2SO 2- S O 2- = 2,01B больше, чем ϕ = 1,23 B , следовательно,
ионы H + и OH − , получающиеся при диссоциации воды. При                        4   2    8


электролизе бромида меди произойдут следующие процессы:               на аноде будет происходить электрохимическое окисление воды,
                                                                      приводящее к выделению кислорода. Таким образом, получаем
                     CuBr2 ↔ Cu 2+ + 2Br −
                                                                                      К: 2H 2 O + 2 e → H 2 ↑ +2OH − 2 2
               −                                       +
               K                                      A                                      А: 2H 2 O − 4 e → O 2 ↑ +4H +       4 1
                                  +       −
                       H 2 O ↔ H + OH
                                                                                        6H 2 O → 2H 2 ↑ +4OH − + O 2 ↑ +4H +
                                                                                                            129
                               128