Выводы:

1. В этом случае в качестве анода используется металл, который сам и окисляется на аноде и затем восстанавливается на катоде.

2. Находит широкое применение или для получения металлических покрытий (никелирование, хромирование и т.д.), или для очистки металла от примесей других металлов (получение электролитической меди).

Алгоритм

1. Составьте уравнения диссоциации веществ.

2. Определите, какие частицы будут на электродах.

3. Укажите все возможные процессы на катоде и аноде.

4. Рассчитайте потенциалы (φ) возможных процессов.

5. Определите, какой процесс протекает в первую очередь на электродах.

6. Проанализируйте, какая среда около катода и анода.

7. Запишите итоговую схему процесса.

РЕШЕНИЕ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ ПО ТЕМЕ: “ЭЛЕКТРОЛИЗ”

Задача № 1

Какие процессы происходят на электродах при электролизе раствора Na₂SO₄, рН = 7, электроды угольные.

Na₂SO₄ → 2 Na⁺ + SO₄^2‾

Катод – вос-е Анод – ок-ие

Na⁺;Н⁺(Н₂О) SO₄^2‾; ОН‾(Н₂О)

Возможные процессы:

Na⁺ + ē → Na⁰ 2SO₄^2‾ - 2ē → S₂O₈^2-

2Н₂О + 2ē → Н₂⁰ + 2 ОН‾ 2Н₂О - 4ē → О₂⁰ + 4Н⁺

φ^р _Na⁺_/Na = - 2,71 В (табл.1) φ^р 2SO₄^2-/S₂O₈^2- = + 2,05В (табл.2)

φ^р 2Н⁺/Н₂ = - 0,059·рН - η^Н2 φ^рО_2/ОН‾ = 1,23 – 0,059 · рН + η^О2

^{К(С) А(С)}

η^Н2 = 0 (табл. 4) η^О2 = 1,17

^{К(С) А(С)}

φ^р 2Н⁺/Н₂ = - 0,059·7 – 0 = - 0,41В φ^рО_2/ОН‾ = 1,23 – 0,059·7+1,17 = 1,987В

φ^р 2Н⁺/Н₂ > φ^р _Na⁺_/Na=> выделяется φ^р 2SO₄^2-/S₂O₈² > φ^рО_2/ОН‾ => окисляется

только водород из воды только кислород из воды.

Около катода ионы ОН‾ - среда около анода ионы Н⁺ - среда кислая

щелочная

2Н₂О + 2ē → Н₂⁰ + 2 ОН‾ 2Н₂О - 4ē → О₂⁰ + 4Н⁺

Na₂SO₄ + 2 H₂O → H₂↑ + O₂↑ + Na₂SO₄

(K) (A)

2 H₂O → H₂↑ + O₂↑

(K) (A)

Задача № 2

Какие процессы происходят на электродах при электролизе раствора CuSO₄, рН=6 (К: С, А: Сu).

CuSO₄ → Cu²⁺ + SO₄^2‾

Катод: вос-ие Анод: ок-ие

Cu²⁺; Н⁺(Н₂О) SO₄^2‾; ОН‾(Н₂О); Cu⁰.

Возможные процессы:

Cu²⁺ + 2ē → Cu⁰ 2SO₄^2‾ - 2ē → S₂O₈^2-

2Н₂О + 2ē → Н₂⁰ + 2 ОН‾ 2Н₂О - 4ē → О₂⁰ + 4Н⁺

Cu⁰ - 2ē → Cu²⁺

φ^р _Cu²⁺_/Cu⁰ = + 0,34В (табл.1) φ^р _Cu²⁺_/Cu⁰ = + 0,34В

φ^р 2Н⁺/Н₂ = - 0,059·рН - η^Н2 φ^рО_2/ОН‾ = 1,23 – 0,059 · рН + η^О2

^{К(С) А(С)}

φ^р 2SO₄^2-/S₂O₈^2- = + 2,05В (табл.2)

η^Н2 = 0 (табл. 4) η^О2 = 1,05

^{К(С) А(Сu)}

φ^р 2Н⁺/Н₂ = - 0,059·6 – 0 = - 0,354В φ^рО_2/ОН‾ = 1,23 – 0,059·6+1,05 = 1,926В

φ^р 2Н⁺/Н₂ < φ^р _Cu²⁺_/Cu⁰=> восстанавли- φ^р 2SO₄^2-/S₂O₈² > φ^рО_2/ОН‾ > φ^р _Cu²⁺_/Cu⁰ =>

вается медь окисляется сам анод (медный).

Cu²⁺ + 2ē → Cu⁰ Cu⁰ - 2ē → Cu²⁺

Около катода ионы Н⁺ - среда кислая около анода ионы ОН^‾ - среда щел-ная

СuSO₄ + 2 H₂O + Cu → Cu⁰ + Cu²⁺ + H₂SO₄ + OH‾

(A)