Электролиз

Процессы, протекающие при электролизе противоположны процессам, идущим при работе гальванического элемента. Если при работе гальванического элемента, энергия самопроизвольно протекающей окислительно0восстановительной реакции превращается в электрическую энергию, то при электролизе химическая реакция происходит за счет энергии электрического тока.

Электролиз – это окислительно-восстановительный процесс, протекающий на электродах при прохождении электрического тока через раствор или расплав электролита.

Электролиз проводится в электролизерах, основными составными частями которых являются два электрода, погруженные в ионный проводник (электролит) и подключенные к клеммам источника постоянного тока.

Электрод, соединенный с отрицательным полюсом источника тока называется катодом, а с положительным – анодом.

При подаче напряжения на катоде происходят процессы восстановления, а на аноде – процессы окисления.

Аноды бывают нерастворимые (из угля, графита, платины и иридия) и растворимые (из меди, серебра, цинка, кадмия и никеля). Растворимый анод подвергается окислению, т.е. посылает электроны во внешнюю цепь.

Электролиз расплава протекает по следующей схеме:

1. анионы, образовавшиеся при плавлении электролита в порядке возрастания их электродных потенциалов (⁰)

2. катионы восстанавливаются на катоде в порядке убывания их ⁰.

_{Эл. ток.}

Например, 2NaCl  2Na + Cl₂ K (-) 2Na⁺ + 2e = 2Na⁰

^{расплав} A (+) 2Cl^- - 2e = Cl₂

При определении продуктов электролиза водных растворов электролитов необходимо учитывать возможность участия в окислительно-восстановитель-ных реакциях молекул воды, материал из которого изготовлен анод, природу ионов и условия электролиза.

Таблица 3 - Общие правила написания уравнений электролиза

водных растворов электролитов

Процессы, протекающие на
катоде	аноде
От Li+ до Al3+ включительно; NH3 не восстанавливаются 2H2O + 2e  H2 + 2OH- От Mn2+ до Cu2+ восстанавливаются совместно с водой: Men+ + ne  Me0 2H2O + 2e  H2 + 2OH- Катионы H+ восстанавливаются только при электролизе кислот: 2H+ + 2e  H2	Анод нерастворимый (инертный) Анионы бескислородных кислот: J-, Br-, S2-, Cl- , искл. F- 2 J- - 2e  J20 Анионы оксикислот SO42-, NO3-, CO32-, PO43-и F-: 2H2O – 4e  O2 + 4H+ Анионы OH- при электролизе растворов щелочей: 4OH- - 4e O2 + 2H2O
4. От Cu2+ до Au3+ Men+ + ne  Me0	Анод растворимый (активный) Не зависимо от природы аниона всегда идет окисление атомов металла анода: Me0 – ne  Men+