Химия. Сборник задач и упражнений. Часть II. Лямина Г.В - 10 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

19
ный из двух одинаковых по природе электродов, погруженных
в растворы своих солей с различными концентрациями. Напри-
мер, серебряный гальванический элемент
(–) Ag | AgNO
3
(0,001 M) || AgNO
3
(0,1M) | Ag (+).
Здесь левый электрод с меньшей концентрацией является
анодом, а правый – с большей концентрацией – катодом.
В некоторых случаях металл электрода не претерпевает
изменений в ходе электродного процесса, а участвует только в
передаче электронов от восстановленной формы вещества к его
окисленной форме. Так, в гальваническом элементе
(–) Pt | Fe
+2
, Fe
+3
|| MnO
4
–
, Mn
+2
, H
+
|Pt (+)
роль инертных электродов играет платина. На платиновом ано-
де окисляется железо (II):
Fe
+2
= Fe
+3
+ e
–
,
а на платиновом катоде восстанавливается марганец (VII):
MnO
4
–
+ 8H
+
+ 5e
–
= Mn
+2
+ 4H
2
O.
Умножив первое из этих уравнений на пять и сложив со
вторым, получаем суммарное уравнение протекающей реакции:
5Fe
+2
+ MnO
4
–
+ 8H
+
= 5Fe
+3
+ Mn
+2
+ 4H
2
O.
Согласно уравнению 9.3.3. можно рассчитать электродные
потенциалы и, соответственно, ЭДС полученного гальваниче-
ского элемента.
9.6. Электролиз
Электролиз – окислительно-восстановительный процесс,
который протекает на электродах при прохождении постоянно-
го электрического тока через растворы или расплавы электро-
литов. Сущность электролиза заключается в том, что при про-
пускании тока через раствор электролита (или расплавленный
электролит) катионы перемещаются к отрицательному электро-
ду (катоду), а анионы – к положительному электроду (аноду).
Достигнув электродов, ионы разряжаются, в результате чего у
электродов выделяются составные части растворенного элек-
20
тролита или водород и кислород из воды. При электролизе про-
текают два параллельных процесса: на катоде (заряжен отри-
цательно) процесс восстановления; на аноде (заряжен положи-
тельно) – процесс окисления. Таким образом, заряды электро-
дов при электролизе противоположны тем, которые имеют ме-
сто при работе гальванического элемента.
На характер и течение электродных процессов при элек-
тролизе большое влияние оказывают состав электролита, рас-
творитель, материал электродов и режим электролиза (напря-
жение, плотность то
ка, температура и др.). Прежде всего, надо
различать электролиз расплавленных электролитов и растворов.
Электролиз расплавов
солей. Рассмотрим в качестве
примера электролиз расплава
хлорида меди (рис. 9.6.1). При
высоких температурах рас-
плав соли диссоциирует на
ионы. При подключении элек-
тродов к источнику постоян-
ного тока ионы под действием
электрического поля начина-
ют упорядоченное движение:
положительные ионы меди
движутся к катоду, а отрица-
тельно заряженные ионы хло-
ра – к аноду.
Достигну
в катода, ионы
меди нейтрализуются избыточными электронами катода и пре-
вращаются в нейтральные атомы, оседающие на катоде:
Cu
+2
+
2e
–
→
Cu
0
.
Ионы хлора, достигнув анода, отдают электроны и образуют моле-
кулы хлора Cl
2
. Хлор выделяется на аноде в виде пузырьков:
2Cl
–
– 2e
–
→
0
2
Cl .
Рис. 9.6.1. Схема процесса
электролиза расплава CuCl
2
:
1 – расплав соли CuCl
2
; 2 – анод; 3 –
катод; 4 – источник постоянного тока

Страницы