ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
электрода ϕ
3
= –0,41 В. В этом случае при концентрации иона никеля
(1 моль/дм
3
) ϕ
1
> ϕ
3
на катоде будет выделяться и никель.
Как показывает рассмотренный пример, при электролизе водных рас-
творов солей, реакция которых близка к нейтральной, на катоде восстанав-
ливаются те металлы, электродные потенциалы которых значительно по-
ложительнее, чем –0,41 В. Если потенциал металла значительно отрица-
тельнее, чем –0,41 В, то на катоде будет выделяться водород по схеме:
2Н
2
О + 2 e = Н
2
+2ОН
–
.
При значениях электродного потенциала металла, близких к –0,41 В,
возможно, в зависимости от концентрации соли металла и условий элек-
тролиза, как восстановление металла, так и выделение водорода (или со-
вместное протекание обоих процессов).
Аналогично при наличии в системе, подвергающейся электролизу, не-
скольких восстановителей, на аноде будет окисляться наиболее активный
из них, т.е. восстановленная форма той электрохимической системы, кото-
рая характеризуется наименьшим значением электродного потенциала. Так,
при электролизе водного раствора сульфата меди с инертными электродами
на аноде может окисляться как сульфат-ион:
−−
=−
2
82
2
4
OSe2SO2 ; B01,2
0
1
=ϕ
так и вода:
+
+=− H4Oe4OH2
2
2
; .B23,1
0
2
=ϕ
Поскольку
0
1
0
2
ϕ<<ϕ
, то в данном случае будет осуществляться второй
из возможных процессов, и на аноде будет выделяться кис-лород.
Однако при замене инертного электрода медным становится возмож-
ным протекание еще одного окислительного процесса – анодного раство-
рения меди:
Cu – 2 e = Cu
2+
34,0
0
3
=ϕ B.
Этот процесс характеризуется более низким значением электродного
потенциала, чем остальные возможные анодные процессы (
0
1
0
3
ϕ<<ϕ и
0
2
0
3
ϕ<<ϕ ). Поэтому при указанных условиях на аноде будет происходить
окисление меди.
При электролизе водных растворов нитратов, перхлоратов и фосфатов,
как и в случае сульфатов, на инертном аноде обычно происходит окисление
воды с образованием свободного кислорода.
П р и м е р 126
Напишите уравнения процессов, происходящих при
электролизе водного раствора сульфата натрия с инертным анодом.
Решение Стандартный электродный потенциал системы Na
+
+ e = =
Na (–2,71 B) значительно отрицательнее потенциала водородного электрода
в нейтральной водной среде (–0,41 В). Поэтому на катоде будет происхо-
дить электрохимическое восстановление воды, сопровождающееся выделе-
нием водорода:
2H
2
O + 2 e = H
2
↑ + 2OH
–
,
а ионы Na
+
, приходящие к катоду, будут накапливаться в прилегающей к
нему части раствора (катодное пространство).
На аноде будет происходить электрохимическое окисление воды, при-
водящее к выделению кислорода:
2H
2
O – 4 e = О
2
↑ + 4H
+
,
поскольку отвечающий этой системе стандартный электродный потенциал
(1,23 В) значительно ниже, чем стандартный электродный потенциал
(2,01 В), характеризующий систему
−−
=−
2
82
2
4
OS2SO2 e
. Ионы
−2
4
SO
,
движущиеся при электролизе к аноду, будут накапливаться в анодном про-
странстве.
Умножая уравнение катодного процесса на два и складывая его с
уравнением анодного процесса, получаем суммарное уравнение процесса
электролиза:
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 88
- 89
- 90
- 91
- 92
- …
- следующая ›
- последняя »
