Контрольні запитання:

1. Що називається електродом? Наведіть приклади.

2. Які пристрої називаються гальванічними елементами?

3. Складіть гальванічний елемент, який складається з заліза та алюмінію. Обчисліть його ЕРС.

4. Складіть гальванічний елемент, який складається з мідної пластинки, зануреної в розчин її солі концентрацією 0,01 М, та олов’яної пластинки, зануреної в розчин її солі концентрацією 0,001 М. Обчисліть ЕРС гальванічного елементу.

Література:

1. Глинка Н.Л. Общая химия: Учебное пособие для вузов. – Л.: Химия, 1979. – Гл. ІХ, §§ 98-100, с. 272-293.

Тема 4.2. Електроліз

План

1. Поняття про електроліз.

2. Електроліз розплавів солей.*

3. Електроліз водних розчинів солей.**

4. Закони Фарадея. **

5. Застосування електролізу

1. Електролізом називається сукупність процесів, що відбуваються при проходженні постійного електричного струму через електрохімічну систему, яка складається з двох електродів і розплаву або розчину електроліту.

Біля катоду (негативно заряджений) відбувається відновлення, а біля аноду (позитивно заряджений) відбувається окиснення.

2. Електроліз розплавів солей: біля катоду відбувається відновлення металу, а біля аноду окиснення кислотних залишків.

Пр.: електроліз розплаву MgCl₂

K: Mg²⁺ + 2e → Mg

A: 2Cl^- - 2e → Cl₂

3. Електроліз водних розчинів солей:

На катоді :

1. відбувається процес відновлення металу, якщо метал в ЕХРН знаходиться після Н₂ (потенціал> -0.41):

2. відбувається процес відновлення води, якщо метал в ЕХРН знаходиться до Al (потенціал<-0.41):

2H₂O + 2e → H₂ + 2OH^-

3. одночасно відбувається відновлення води та металу, якщо метал в ЕХРН знаходиться від алюмінію до водню.

На інертному аноді (матеріал якого не зазнає окиснення під час електролізу (графіт, вугілля, платина)):

1. під час електролізу водних розчинів лугів, оксигеновмісних кислот та їх солей відбувається окиснення води з виділенням кисню.

2H₂O - 4e → O₂ + 4H⁺

2. під час електролізу водних розчинів безоксигеновмісних кислот і їх солей відбувається окиснення кислотного залишку (крім фторидів)

На активному аноді може відбуватися один з трьох процесів – окиснення води з виділенням кисню, окиснення кислотного залишку, окиснення металу анода. Якщо метал анода розміщений в ряду стандартних потенціалів раніш від обох інших процесів, то спостерігатиметься анодне розчинення металу.

Пр.: a) електроліз водного розчину К₂SO₄

K: 2H₂O + 2e → H₂ + 2OH^-

A: 2H₂O - 4e → O₂ + 4H⁺

б) електроліз водного розчину NiSO₄

K: Ni²⁺ + 2e → Ni

2H₂O + 2e → H₂ + 2OH^-

A: 2H₂O - 4e → O₂ + 4H⁺

4. Закони електролізу (закони Фарадея):

1)Маса речовин, що утворюється під час електролізу, пропорційна кількості електрики, яка пройшла крізь розчин.

або ,

де Q - кількість електрики; F - стала Фарадея; ν_екв - кількість еквівалентів речовини, що виділилася на електроді; I - сила струму; t - час електролізу

3. при проходженні однієї і тієї ж кількості електрики крізь розчини різних електролітів маси речовин, які виділяються на електродах, прямо пропорційні еквівалентним масам цих речовин.

5. Застосування електролізу:

1) в металургії електролізом розплавів і розчинів солей добувають метали, а також проводять електролітичне рафінування – очищення металів від шкідливих домішок і вилучення цінних компонентів.

2) у гальванотехніці:

- гальваностегія – нанесення за допомогою електролізу на поверхні металевих виробів шарів інших металів для захисту від корозії, для декоративних цілей, а також для надання їхній поверхні твердості;

- гальванопластика – процес виготовлення точних металічних копій з рельєфних предметів електроосадженням металу.

3) у хімічній промисловості за допомогою електролізу добувають фтор, хлор, їдкий натр, водень і кисень, пероксид гідрогену.