Электролиз

Это превращение вещества под действием электрического тока. При этом на катоде восстанавливаются положительные частицы (катионы), а на аноде окисляются отрицательные частицы (анионы).

При электролизе применяются растворимые (металлические) и нерастворимые (угольные) электроды. Растворимость электрода важна только для анодного процесса. По умолчанию применяются угольные электроды.

Первый закон Фарадея.

При пропускании через раствор или расплав вещества количества электричества 1F = 96500 Кл на катоде и на аноде выделяется по одному эквиваленту продуктов электролиза.

Второй закон Фарадея.

Масса или объем продукта электролиза прямо пропорционально зависит от силы тока, времени пропускания электричества и природы продукта электролиза.

и ,

Где I – сила тока, А; t – время, с; Э_прод – массовый эквивалент, г; Э_Vпрод – объемный эквивалент, л. Выход по току

Для электролиза характерны высокие значения выхода по току: 97- 99%.

Электролиз применяется для получения высокочистых веществ, металлов, для нанесения покрытий, гальваностегия, гальванопластика, разделение смесей веществ, для проведения электрокоагуляции, для выработки водорода как альтернативного топлива, в катодной защите от коррозии и т.д..

Правила написания уравнений электролиза для водных растворов.

1. Восстановление катионов на катоде.

а ) Если металл соли стоит в «ряду напряжений» до Al включительно, то на катоде восстанавливается водород из воды, а металл остается в растворе:

К 2Н⁺ + 2ē → Н⁰₂ ↑

б ) Если металл соли стоит в «ряду напряжений» от Ti до Н включительно, то на катоде восстанавливается и водород из воды и металл:

К 2Н⁺ + 2ē → Н⁰₂ ↑ и Cr³⁺ + 3ē → Cr⁰

в) Если металл соли стоит в «ряду напряжений» после водорода, то на катоде восстанавливается один металл:

К Ag⁺ + 1ē → Ag⁰

2. Окисление анионов на аноде

а) для нерастворимых (угольных) электродов:

S^2-, I^-, Br ^-, Cl^-, OH^-, NO₃^-, SO₄^2-, PO₄^3-

возрастание трудности окисления анионов.

б) для растворимых(металлических) электродов:

анионы соли остаются в растворе, а окисляется материал растворимого металлического анода.

7