Ответы 41-45.

41)Сущность электролиза. Анодные и катодные процессы.

Для осуществления электролиза к отрицательному полюсу внешнего источника постоянного тока присоединяют катод, а к положительному полюсу - анод, после чего погружают их в электролизер с раствором или расплавом электролита  В результате электролиза на электродах (катоде и аноде) выделяются соответствующие продукты восстановления и окисления, которые в зависимости от условий могут вступать в реакции с растворителем, материалом электрода и т.п., так называемые вторичные процессы  Восстановительный процесс на катоде в водных растворах: 1)Катионы металлов со стандартным электродным потенциалом, больше, чем у водорода, расположены в ряду стандартных электродных потенциалов после него: Cu2+;Zn2+;Cr3+;Fe2+;…; до Pt4+. При электролизе они почти полностью восстанавливаются на катоде и выделяются в виде металла. 2)Катионы металлов с малой величиной стандартного электродного потенциала (металлы начала ряда Li⁺;Na⁺;K⁺;Rb⁺;…; до Al³⁺ включительно). При электролизе на катоде они не восстанавливаются, вместо них восстанавливаются молекулы воды. 3)Катионы металлов со стандартным электродным потенциалом меньшим, чем у водорода, но большим, чем у алюминия (Mn²⁺;Zn²⁺;Cr³⁺;Fe²⁺;…; до H). При электролизе эти катионы, характеризующиеся средними значениями электроноакцепторной способности, на катоде восстанавливаются одновременно с молекулами воды.  4)При электролизе кислородосодержащих кислот и их солей (SO₄^2- ; NO₃^-;PO₄^3- и т.п.) с максимальной степенью окисления неметалла на аноде окисляются не анионы, а молекулы воды с выделением кислорода.

Катодные и анодные процессы могут протекать на поверхности раздела металл - агрессивная среда как территориально раздельно, так и на одних и тех же участках, чередуясь во времени. Энергетически более выгодным является пространственное разделение анодных и катодных реакций, поэтому в большинстве случаев эти процессы локализуются на различных участках. Катодный и анодный процессы строго эквивалентны, и поэтому торможение одного процесса вызывает такое же замедление другого.

При переходе в раствор какого-либо количества ионов металла освобождается соответствующее количество электронов, которое должно быть поглощено при катодном процессе. Это поглощение происходит чаще всего за счет выделения водорода (процессы с водородной деполяризацией):

Коррозионный процесс чаще всего развивается таким образом, что катодные и анодные процессы пространственно разделены вследствие неоднородности поверхности металла или состава среды.

В катодных покрытиях металл покрытия в коррозионной среде более электроположителен, чем сталь, поэтому в возможном коррозионном процессе покрытие является катодом, а сталь — анодом. К металлам катодного покрытия на стали относятся хром, никель, свинец, медь и другие металлы, более благородные, чем железо.  В анодных покрытиях металл покрытия в данной среде более электроотрицателен, чем сталь, поэтому в возможном коррозионном процессе покрытие является анодом, а сталь — катодом. Такие покрытия образуют цинк, кадмий, алюминий и другие менее благородные, чем железо, металлы. При электрохимической коррозии на поверхности металла одновременно протекают два процесса: анодный – окисление металла: Ме0 – ne---Men+ и катодный – восстановление ионов водорода: 2Н++2ē→Н2 или молекул кислорода, растворенного в воде: О2+Н2О+4ē→ОН-