49. Электролиз. Принципиальное отличие от гальванического элемента.

Электро́лиз — физико-химический процесс, состоящий в выделении на электродах составных частей растворённых веществ или других веществ, являющихся результатом вторичных реакций на электродах, который возникает при прохождении электрического тока через раствор, либо расплав электролита.Упорядоченное движение ионов в проводящих жидкостях происходит в электрическом поле, которое создается электродами — проводниками, соединёнными с полюсами источника электрической энергии. Анодом при электролизе называется положительный электрод, катодом — отрицательный[1]. Положительные ионы — катионы — (ионы металлов, водородные ионы, ионы аммония и др.) — движутся к катоду, отрицательные ионы — анионы — (ионы кислотных остатков и гидроксильной группы) — движутся к аноду.Явление электролиза широко применяется в современной промышленности. В частности, электролиз является одним из способов промышленного получения алюминия, водорода, а также гидроксида натрия, хлора, хлорорганических соединений[источник не указан 1489 дней], диоксида марганца[2], пероксида водорода. Большое количество металлов извлекаются из руд и подвергаются переработке с помощью электролиза (электроэкстракция, электрорафинирование). Также, электролиз является основным процессом, благодаря которому функционирует химический источник тока.Электролиз находит применение в очистке сточных вод (процессы электрокоагуляции, электроэкстракции, электрофлотации).В отличие от электролиза при работе гальванического элемента энергия протекающих химических реакций превращается в электрическую.

73.Обтщая характеристика металлов на основе положения в периодической системе д.И. Менделеева. Основные методы получения металлoв. Твердые растворы металлов.

Общая характеристика металлов

Металлы с IА по IIIА группы подчиняются общим правилам закономерности изменения химических свойств:Слева направо металлические (восстановительные) свойства ослабевают, неметаллические (окислительные) - усиливаются.

В группе сверху вниз металлические свойства атомов увеличиваются.У металлов с IА по IIIА степени окисления изменяются в соответствии с номерами групп: IА - +1, IIA - +2, IIIA - +3. Так же изменяются и свойства соединений металлов:

Слева направо основные свойства оксидов и гидроксидов ослабевают; В группе сверху вниз основные свойства оксидов и гидроксидов усиливаются.Есть еще и амфотерные свойства. Если рассматривать IА - IIIА группы, то в общую характеристику металлов добавятся амфотерные свойства Be и Al. Амфотерные свойства - способность проявлять как основные, так и кислотные свойстваТ.е., способность реагировать как с кислотами, так и с основаниями:

Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4]

Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O

Если рассмотреть общую характеристику переходных металлов - меди, цинка, хрома, железа, то тут возникает нюансы d-элементов.У меди (Cu) есть 2 варианта степени окисления - +1 и +2. Следовательно,

медь в степени окисления (+2) способна быть окислителем, сама может восстанавливаться (до +1 и 0);медь в степени окисления (+1) способна как окисляться до +2, так и восстанавливаться до простого вещества (степень окисления 0 ).

Цинк (Zn) имеет степень окисления только + 2, но проявляет амфотерные свойства:Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2[Zn(OH)4],Zn(OH)2 + 2HCl = ZnCl2 + 2H2OЖелезо (Fe) имеет степени окисления +2, +3 и очень редко +6. С увеличением степени окисления основные свойства металла и его соединений ослабевают, кислотные усиливаются:FeO и Fe(OH)2- проявляют основные свойства;Fe2O3 и Fe(OH)3 - слабые основные свойства, ближе к амфотерным.

Хром (Cr) имеет степени окисления +2, +3, (+4 - очень редко), +6 С увеличением степени окисления основные свойства металла и его соединений ослабевают, кислотные усиливаются:

CrO и Cr(OH)2 - - явные основные свойства, сильные восстановители;Cr2O3 и Cr(OH)3 - амфотерные свойства;CrO3- кислотный оксид, ему соответствуют H2CrO4 и H2Cr2O7 - во-первых, это уже кислоты, во-вторых, мощнейшие окислители.

Большое количество металлов находится в природе в виде соединений. Самородными металлами называются те, которые встречаются в свободном состоянии (золото, платина, ртуть, олово). Золото добывают либо отделяя механически от примесей, либо извлекая из породы при помощи реагентов. Остальные металлы получают с помощью химической обработки их соединений. Руды – горные породы и минералы, имеющие в составе соединения металлов, пригодные для получения их промышленным способом (оксиды, сульфиды и карбонаты металлов).Способы получения металлов1) одним из главных способов получения металлов из руд основан на восстановлении их оксидов углем: Cu2O + C = 2Cu + CO?;

2) производят выплавку чугуна из железных руд, получение олова из оловянного камня SnO2 и восстановление других металлов из оксидов;3) для получения металлов из сернистых руд, последние вначале переводят в сернистые соединения с помощью обжигания в специальных печах:2ZnS+3O₂=2ZnO+2SO₂ , ZnO+C=Zn+CO