Общая химия. Громов Ю.Ю - 85 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Электролиз – совокупность химических реакций, которые протекают под действием
электрического тока на электродах, погруженных в раствор или расплав электролита. За
счет действия источника тока на одном из электродов (отрицательном электроде) созда-
ется избыток электронов, на другом (положительном электроде) – недостаток электро-
нов. При прохождении электрического тока через электролит наряду с хаотическим
движением ионов начинается направленное движение: катионы перемещаются к отрица-
тельному электроду, анионы – к положительному.
Частицы, находящиеся вблизи отрицательного электрода, принимают электроны,
т.е. восстанавливаются. Электрод, на котором происходит реакция восстановления, на-
зывается катодом. Частицы, находящиеся вблизи положительного электрода, отдают
электроны, т.е. окисляются. Такой электрод называется анодом.
Важную роль в процессе электролиза играет материал, из которого изготовлены
электроды, особенно анод. Такие материалы, как платина и графит, являются инертны-
ми, т.е. сами не окисляются при электролизе, а окисляются только компоненты электро-
лита. Если аноды изготовлены из меди, цинка, никеля, железа и т.п., то в процессе элек-
тролиза материал анода может окисляться (электролиз с растворимым анодом).
При электролизе расплавленных электролитов с инертными электродами на катоде
всегда восстанавливаются катионы металла, а на аноде окисляются анионы. Например,
при электролизе расплава хлорида натрия будут происходить следующие процессы:
NaCl Na
+
+ Cl
–
(диссоциация электролита в расплаве);
Na
+
+ e
–
= Na (восстановление, реакция на катоде);
2Cl
–
– 2e
–
= Cl
2
(окисление, реакция на аноде).
Суммарное уравнение реакции получим, уравняв число электронов, участвующих в
катодном и анодном процессах, т.е. умножив уравнение реакции на катоде на 2:
Na
+
+ e
–
= Na
2Cl
–
– 2e
–
= Cl
2
2Na
+
+ 2Cl
–
→
электролиз
2Na + Cl
2
или
2NaCl
→
электролиз
2Na + Cl
2
.
Таким образом, при электролизе расплава хлорида натрия на катоде выделяется ме-
таллический натрий, на аноде – газообразный хлор.
При электролизе водных растворов с инертными электродами наряду с катионами и
анионами в электрохимических реакциях могут участвовать молекулы воды. Чтобы оп-
ределить, какие частицы участвуют в катодном процессе, надо знать значения потенциа-
лов электродов, которым соответствуют ионы, находящиеся в растворе. Удобно вос-
пользоваться рядом стандартных электронных потенциалов. Возможны такие случаи.
1 Если в растворе содержатся ионы металлов, у которых E
0
< –1,18 B (например,
ионы K
+
, Ca
2+
, Al
3+
), то восстанавливаться будут молекулы
воды
2H
2
O + 2e
–
= H
2
+ 2OH
–
.
←
→

Страницы