Приклади

1) Електроліз водного розчину нітрату калію з вугільними (інертними) електродами:

Дисоціація: ;

Процеси на електродах:

Сумарне іонне рівняння:

Молекулярне рівняння:

2) Електроліз розчину калій гідроксиду:

Дисоціація: ;

Процеси на електродах:

Сумарне рівняння:

3) Електроліз водного розчину сульфату нікелю з активним нікелевим анодом:

Дисоціація:

; ; Aнод –

Процеси на електродах:

.

4.3. Закони електролізу (закони Фарадея)

Англійський вчений Фарадей вивчав зв’язок між кількістю електрики і кількістю речовин, яка зазнала перетворення при електролізі. Він встановив, що для перетворення 1 моль еквівалентів будь-якої речовини, треба затратити однакову кількість електрики. Це число називається сталою Фарадея.

Стала Фарадея рівна добутку сталої Авогадро на заряд електрона:

Для інших розмірностей:

.

І закон Фарадея: маси речовин, що перетворюються на електродах під час електролізу пропорційні кількості електрики, яка пройшла через електроліт.

– кількість електрики, Кл (А∙с);

– електрохімічний еквівалент речовини.

Кількість електрики – добуток сили струму ( ) на час його проходження через електроліт ( ): .

Електрохімічний еквівалент речовини означає масу речовини, що перетворюється при проходженні через електроліт 1 Кл електрики: . Врахувавши значення і одержимо:

,

а для визначення об’єму:

,

де і - відповідно еквівалентна маса чи еквівалентний об’єм визначеної речовини. , .

ІІ закон Фарадея: однакові кількості електрики виділяють при електролізі еквівалентні кількості будь-яких речовин, тому маси речовин, що перетворюються на електродах при проходженні однакової кількості електрики, пропорційні їх еквівалентним масам, а об’єми (за н.у.) – еквівалентним об’ємам:

, .

Вихід за струмом ( ) – це відношення фактично одержаної при електролізі маси речовини ( ) до теоретично обчисленої ( ):

.

Маса речовини, що виділяється при електролізі фактично завжди менша від теоретично обрахованої за законами Фарадея, а завжди менше 100%. Це пов’язано з втратами струму, а також з вторинними процесами, які відбуваються при електролізі.

4.4. Застосування електролізу

Електроліз широко використовується у хімічній, металургійній промисловості та у гальванотехніці.

Електролітичним методом одержують метали, водень і кисень з води, хлор і луг з розчину , фтор з розплаву суміші i , окисники: гідроген пероксид, калій перманганат, хлорати, хромати, гіпохлорити, деякі органічні речовини, наприклад, анілін з нітробензолу.

4,4.1. Добування металів та інших речовин

Електролізом водних розчинів на інертних електродах одержують мідь, цинк, кадмій, нікель, кобальт, марганець та інші метали. Електролітичне виділення металу з розчину називається електроекстракцією. Наприклад, електроліз водного розчину :

А:

К: .

Електролізом розплавів добувають метали, що мають великі від’ємні потенціали ( , , , , ). Вони реагують з водою, тому не можуть бути одержані в розчинах.