Пояснения к работе:

Электролиз

– это совокупность окислительно-восстановительных реакций, протекающих на электродах при прохождении электрического тока через расплав или раствор электролита.

В растворах и расплавах электролитов вещества диссоциируют на ионы (катионы и анионы). Ионы находятся в хаотическом движении. Если в такой раствор или расплав, например, в расплав хлорида натрия (NaCl), погрузить инертные (графитовые) электроды и пропустить постоянный электрический ток, то ионы будут двигаться к электродам:

катионы Na⁺ – к катоду,                           анионы Cl^-– к аноду

Ионы Na⁺, достигнув катода, принимают от него электроны и восстанавливаются:

Na⁺ + е^- = Na

А хлорид-ионы , отдав электроны аноду, окисляются:

2Cl^- - 2е^- = Cl₂

В итоге на катоде выделяется металлический натрий, анна аноде молекулярный хлор. Суммарное уравнение электролиза хлорида натрия:

                                                                                   эл. ток

2NaCl → 2 Na + Cl₂

Эта реакция является окислительно-восстановительной: на аноде протекает процесс окисления, на катоде – процесс восстановления.

Сущность электролиза состоит в осуществлении за счет электрической энергии химических реакций – восстановления на катоде и окисления на аноде. При этом катод отдает электроны катионам (является восстановителем). Анод принимает электроны от анионов (является окислителем).

Электролиз водных растворов электролитов.

При электролизе растворов в окислительно-восстановительных процессах на электродах могут участвовать молекулы воды. На каждом электроде в растворе может протекать одновременно несколько процессов. Для определения наиболее вероятного из процессов исходят из положения., что протекает та реакция, которая требует наименьших затрат энергии.

При электролизе растворов солей с инертными электродами используют следующие правила.

Определение продуктов на катоде

Для определения продуктов на катоде используют

электрохимический ряд напряжений металлов

Li K Ba Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H₂ Cu Hg Ag Pd Pt Au

Ряд напряжений характеризует окислительно-восстановительные свойства металлов. Восстановительная способность простых веществ – металлов в этом ряду уменьшается слева направо, а окислительная способность соответствующих катионов в водном растворе слева направо увеличивается. Соответственно лучшими окислителями являются катионы металлов, стоящих слева от водорода. При восстановлении на катоде в водном растворе им нет “конкурентов”. Для катионов остальных металлов конкурирующим процессом будет восстановление молекул растворителя – воды:

2Н₂О + 2е^- = Н₂ + 2ОН^-

C учетом этого процесса ряд напряжений можно условно разделить на три участка:

Li K Ba Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H₂ Cu Hg Ag Pd Pt Au

                   I                                                II                                            III              

                 Meⁿ⁺                                         Meⁿ⁺                                       Meⁿ⁺            

                 H₂O                                          H₂O                                        H₂O