35Что называется электролизом? Анодные и катодные процессы при электролизе на примере раствора нитрата натрия с нерастворимым анодом.

Электролиз – совокупность процессов, происходящих на поверхностях электродов, погруженных в раствор или расплав электролита, при пропускании через них электрического тока.

При электролизе Электрическая энергия от внешнего источника превращается в энергию окислительно-восстановительной реакции

При электролизе внешний источник тока подключен к электродам

КАТОД – отрицателен +катионы =к катоду = вотанавливается

АНОД – положительный -анионы = к аноду = окисляются

Т.к. в растворах электролитов имеются ионы, то под действием внешнего электрического поля движутся к противоположным

Различают электролиз расплавов и растворов электролитов.

Электролиз расплавов электролитов

Расплав хлорида натрия. Он содержит катион натрия и анион хлора. NaCl = Na⁺+Cl^- На катоде: разряжается КАТИОН натрия: катод: Na⁺ + 1e =Na⁰ чистый натрий На аноде: разряжается АНИОН хлора: анод: 2Cl^- - 2e =Cl₂⁰ чистый хлор газ Cуммарное уравнение электролиза: 2NaCl(расплав)= (эл. ток) 2Na⁰ + Cl₂⁰

Электролиз растворов(помимо электролита в данной среде содержится молекулы воды )

Характер катодных процессов (чистые металлы и газообразный водород)

Определяется величиной электродного потенциала того металла, ионы которого движутся к катоду.

1) Если Е_ме<-1,6 Na K Ca Mg Al то ион этого металла не может восстанавливаться на катоде, вместо него восстанавливается молекулы воды

2H₂O + 2e = H₂!+2OH^-(на катоде выделяется водород)

2) Если -1,6<E_ме<0 Zn Fe Sn Cr Ni Pb , то на катоде одновременно восстанавливается ионы металла и молекулы воды

Meⁿ⁺+ne=Me⁰

2H₂O + 2e=H₂!+2OH^-(на катоде выделяется метал и газ водород)

3) Если Е_ме>0 Cu Ag Hg Au выделяется чистый металл на катоде

Meⁿ⁺+ne=Me⁰

Характер анодных процессов(чистые неметаллы и газообразный кислород)

Определяется строением аниона(ионы кислотных остатков и ион ОН^-) а также материал из которого изготовлен анод

1) Анионы простого строения Cl^- Br^- I^- S^2- окисляются на поверхности анода до чистого вещества

2Cl^—2e=Cl₂

2)Анионы сложного строения SO₄^2- CO₃^2- PO₄^2- на аноде не изменяется, вместо них окисляется молекулы H₂O

2H₂O -4е=O₂+4H⁺

3) Если анод выполнен не из инертного (уголь, графит,платина).Окисление металлического анода и переход ионов металла в раствор (анод разрушается)

Me⁰ -ne=Meⁿ⁺

NaNO₃=Na⁺+NO₃^-

H₂O=H⁺+OH^-

K: Na⁺ H⁺ 2H₂O + 2e=H₂!+2OH^-2Na⁺+2OH^-=2NaOH

A: NO₃^- OH^- 2H₂O -4е=O₂+4H⁺ H⁺+NO₃^-=HNO₃

Таким образом на катоде выделяется ВОДОРОД, а на аноде — кислород; в катодном пространстве получается гидроксид натрия, в анодном пространстве азотная кислота. При смещении растворов (католита и анолита) получится NaNO₃ и H₂O. Следовательно, количества ионов натрия и NO₃ остаются неизменными (соль не расходуется), т. е. в данном случае при электролизе водного раствора NaNO₃ происходит разложение воды.

Электролиз расплава хлорида натрия:

NaCl Na⁺ + Cl^–;