Основы электрохимии. Вапиров В.В - 22 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ПетрГУ | Петрозаводск

Составители: 

Рубрика: 

22
на катоде : в растворе : на аноде
← Na
+
+ I
-
→
← H
2
O →
2
Н
2
О + 2е
-
= Н
2
↑ + 2ОН 2I - 2е = → J
2
2NaI + 2 Н
2
О Н
2
↑ + I
2
+ 2NaОН
Для качественного предсказания результатов электролиза водных
растворов электролитов можно руководствоваться следующими
практическими правилами:
Для процессов на катоде:
1. В первую очередь восстанавливаются катионы металлов, имеющие
электродный потенциал положительнее водородного (от Cu
2+
до Au
3+
).
2. Катионы металлов, электродные потенциалы которых отрицательнее
потенциала алюминия включительно, не восстанавливаются, на катоде
идет восстановление молекул воды или ионов Н
+
.
3. При электролизе солей металлов, электродные потенциалы которых
находятся между потенциалами алюминия и водорода, на катоде
выделяются совместно как металлы, так и водород.
Если электролит содержит катионы различных металлов, то при
электролизе восстановление их на катоде протекает в порядке уменьшения
стандартного электродного потенциала соответствующего металла. Так из
смеси Sn
2+
, Cu
2+
, Cr
3+
сначала будут восстанавливаться катионы меди,
0
Cu
Cu
2+
ϕ = 0,34 В, затем катионы олова
0
Sn
Sn
2+
ϕ = -0,136 В и, наконец, катионы
хрома
0
Cr
Cr
3+
ϕ
= -0,744 В.
Для процессов на аноде:
Характер окислительных процессов зависит от материала электрода.
Различаются нерастворимые (инертные) электроды и растворимые
(активные) электроды. Инертные электроды изготовляются обычно из
платины, графита, иридия. В процессе электролиза они служат лишь для
передачи электронов во внешнюю цепь. При использовании инертных
электродов:
1. в первую очередь окисляются анионы
бескислородных кислот в
порядке возрастания их φ (S
-2
, I
-
, Вr
-
, Cl
-
);
2. при электролизе водных растворов, содержащих анионы
кислородосодержащих кислот (CO
3
2-
, NO
3
-
, SO
4
2-
, PO
4
3-
), на аноде
окисляются молекулы воды.
3. в щелочных растворах окисляются гидроксид-ионы:
4OH
-
- 4e → O
2
↑ + 2H
2
O
При использовании растворимых анодов (из меди, цинка, никеля,
серебра и т.д.) анодному окислению будет подвергаться сам материал
анода:
электролиз 
            на катоде           : в растворе :                           на аноде
                         ←          Na+ + I-                         →
                                   ← H2O →
                      -
            2 Н2О + 2е = Н2↑ + 2ОН                                   2I - 2е = → J2
                                              электролиз
                               2NaI + 2 Н2О                 Н2↑ + I2 + 2NaОН

      Для качественного предсказания результатов электролиза водных
растворов электролитов можно руководствоваться следующими
практическими правилами:
      Для процессов на катоде:
1. В первую очередь восстанавливаются катионы металлов, имеющие
электродный потенциал положительнее водородного (от Cu2+ до Au3+).
2. Катионы металлов, электродные потенциалы которых отрицательнее
потенциала алюминия включительно, не восстанавливаются, на катоде
идет восстановление молекул воды или ионов Н+.
3. При электролизе солей металлов, электродные потенциалы которых
находятся между потенциалами алюминия и водорода, на катоде
выделяются совместно как металлы, так и водород.
      Если электролит содержит катионы различных металлов, то при
электролизе восстановление их на катоде протекает в порядке уменьшения
стандартного электродного потенциала соответствующего металла. Так из
смеси Sn2+, Cu2+, Cr3+сначала будут восстанавливаться катионы меди,
ϕ 0Cu
  2+   = 0,34 В, затем катионы олова ϕSn
                                      0
                                         = -0,136 В и, наконец, катионы
                                                           2+
       Cu                                                       Sn

хрома ϕ       0
              Cr 3+
                           = -0,744 В.
                      Cr

     Для процессов на аноде:
     Характер окислительных процессов зависит от материала электрода.
Различаются нерастворимые (инертные) электроды и растворимые
(активные) электроды. Инертные электроды изготовляются обычно из
платины, графита, иридия. В процессе электролиза они служат лишь для
передачи электронов во внешнюю цепь. При использовании инертных
электродов:
1. в первую очередь окисляются анионы бескислородных кислот в
порядке возрастания их φ (S-2, I-, Вr-, Cl-);
2. при    электролизе    водных         растворов, содержащих анионы
                                         2-     -   2-    3-
кислородосодержащих кислот (CO3 , NO3 , SO4 , PO4 ), на аноде
окисляются молекулы воды.
3. в щелочных растворах окисляются гидроксид-ионы:
                        4OH- - 4e → O2 ↑ + 2H2O
     При использовании растворимых анодов (из меди, цинка, никеля,
серебра и т.д.) анодному окислению будет подвергаться сам материал
анода:

                                                    22

Страницы