7. Домашнє завдання

М.Л. Глінка Л., «Хімія», «Загальна хімія», 1980. с.268-273 СРС № 9

45

Лекція №8

Тема: Електроліз розчинів та розтопів електролітів. Послідовність розрядки іонів на катоді і аноді. Застосування електролізу.

Студенти повинні знати: суть окисно-відновних реакцій, що лежать в основі процесів електролізу. Познайомитись з електролізом розтопів та розчинів електролітів на нерозчинному аноді. застосування електролізу в техніці. закони електролізу (Фарадея).

Студенти повинні вміти: складати схему та рівняння реакцій, що характеризують процеси електролізу розчинів та розтопів електролітів..

План лекції:

1. Суть електролізу

2. Електроліз розчинів та розтопів електролітів

3. Застосування електролізу

4.Розв’язування вправ та задач.

5. Домашнє завдання

Згадайте?1) Що таке електричний струм? Як класифікують провідники електричного струму?

2) Які реакції називаються окисно-відновними? Чи являються окисно-відновні реакції оборотними?

3) Який процес називається процесом окислення?

4) Який процес називається процесом відновлення?

5) Який процес відбувається на аноді?

6) Який процес відбувається на аноді?

7) Що називається гальванічним елементом?

Якщо в металах рухомими, у міжатомному просторі, можуть бути лише електрони, то в рідинах може вільно пересуватись будь – яка молекула. І коли в певну рідину занурити два електрода з різницею потенціалів між ними, то можна очікувати упорядкований зустрічний рух позитивних іонів до негативного полюса і, одночасно, негативних іонів до позитивного полюса. Адже між різнойменними зарядами діють сили притягування. До того ж виявляється, що молекули розчинів кислот, лугів та солей, самі по собі,

46

навіть без зовнішнього електричного поля, можуть дисоціювати, тобто перетворюватись на електрично-заряджені іони.Дисоціація - це процес розщеплення нейтральних молекул на позитивні та негативні іони. Одночасно завжди існує зворотній процес рекомбінації окремих іонів у нейтральні молекули.

H₂SO₄=2H⁺ + SO₄^2- NaCl=Na⁺ + Cl^-

Розглянемо процес електролізу як окисно-відновний процес, який має широке застосування в техніці , а також познайомимось з прикладами електролізу на розчинних і нерозчинних анодах.

1. Суть електролізу

У розчинах і розтопах електролітів є різнойменні за знаками йони (катіони й аніони), які, подібно до всіх частинок рідини перебувають у постійному русі. Якщо в такий розчин або розплав електроліту, наприклад у розплав натрій хлориду (Na плавиться при 801 ºС), занурити інертні (вугільні) електроди і пропустити постійний електричний струм, то йони рухатимуться до електродів: катіони Na⁺ - до катода , а аніони Cl^- - до анода. При цьому йони Na⁺, досягнувши катода, приймають від нього електрони і відновлюються:

Na⁺ + 1е^­­- Na,

а хлорид - йони Cl^- віддавши електрони аноду, окислюються:

2 Cl^- - 2 е^­­- Cl_2.

В результаті на катоді виділяється металічний натрій, а на аноді- хлор.

Якщо тепер додати рівняння цих двох процесів, то дістанемо сумарне рівняння електролізу натрій хлориду:

N a⁺ + 1е^­­- Na, 2

2 Cl^- - 2 е^­­- Cl₂. 1

­­­­­­­­­­­­­­____________________________________

2Na⁺+2Cl^{- електроліз} 2 Na+ Cl₂ , або

2 NaCl ^{електроліз} 2 Na+ Cl₂

Ця реакція е окисно-відновною: на аноді відбувається процес окислення, на катоді — процес відновлення.

Схема електролізу розплаву NaCl

Електролізом називається окисно-відновний про­цес, що відбувається на електродах niд час проходження електричного струму крізь розплав або розчин електроліту.

Суть електролізу полягає у здійсненні за рахунок

47

окислення на аноді. При цьому катод віддає електрони катіонам, а анод приймає електрони від аніонів .

Відновна й окислювальна дія електричного струму в багато paзiв сильніша, ніж дія хімічних відновників i окислювачів. Так, жоден xiмiчний окислювач неспроможний відняти у фторид-іона F його електрон. Тому протягом довгого часу фтор не могли добути у вільному стані, хоча його сполуки значно поширені у природі. Відняти електрон у фторид-іона вдалося лише при електролізі розплавленої солі кальцій фториду.