4.1) Окислительно-восстановительные электроды и цепи

Этот термин применяется к электродам или цепям только в тех случаях, если материал электродов не изменяется, а слежит лишь источником или приёмником электронов, получаемых или отдаваемых веществами, восстанавливающимися или окисляющимися на поверхности электродов.

Пластинка платины помещена в раствор, содержащий . У поверхности Pt устанавливается равновесие:

Если подсоединить Pt к другому электроду, то в возникшем гальваническом элементе, реакция будет протекать направо (окисление), если второй электрод более положителен по отношению к окислительно-восстановительному электроду, который таким образом, становится "минусом" гальванического элемента. Если же второй электрод более отрицателен, чем Pt-электрод, то на последнем получает развитие процесс восстановления:

Продукты и окисления, и восстановления остаются в растворе, а не выделяются на электродах.

Имеются таблицы нормальных (или стандартных) окислительно-восстановительных потенциалов.

5) Электролиз

Электролиз - окислительно-восстановительный процесс, протекающий при прохождении постоянного электрического тока через раствор или расплав электролита.

5.1) Общие положения

В сосуд залит раствор электролита и опущены два электрода, соединённые с источником постоянного тока (поляризации электродов) движение ионов в растворе было хаотичным, беспорядочным. Источником постоянного тока после подключения как бы откачивает электроны от анода (+) и нагнетает их к катоду (-).

К катоду подходят положительно заряженные ионы и получают у него недостающие электроны, т.е. восстанавливается. У анода отрицательно заряженные ионы отдают электроны, т.е. окисляются.

Таким образом, сущность электролиза: на катоде (-) идёт процесс восстановления, на аноде (+) - процесс окисления.

Примеры анодных процессов:

Раличают первичный процесс, например, окисление иона , и вторичный процесс: получение молекулярного хлора.

Примеры катодных процессов:

2)

3) (неполное восстановление)

5.2) Последовательность разряда ионов в водных растворах

На катоде в первую очередь восстанавливается тот катион, потенциал которого более положителен.

Первая группа - с наименьшей алгебраической величиной стандартного потенциала : от Li до Al (включительно). При электролизе водных растворов, содержащих катионы металлов первой группы катионы металлов восстанавливаться не могут, идёт восстановление катионов водорода.

Вторая группа - со средней алгебраической величиной : от Mn до Fe. При электролизе растворов, содержащих катионы металлов второй группы, на катоде одновременно протекают два процесса:

Третья группа - наибольшей алгебраической величиной - все металлы, расположенные в ряду напряжений ниже водорода. На катоде протекает только процесс восстановления катионов металла:

Возможны два случая осуществления электролиза - с нерастворимым анодом (Pt, Au, Ir, графит, уголь, иногда Pb) и с растворимым анодом (обычный металл).

В случае нерастворимого анода при электролизе в первую очередь окисляются анионы бескислородных кислот - и др.

Если же таких анионов нет, то в щелочном растворе идёт окисление анионов гидроксила:

В кислом или нейтральном растворе происходит прямое окисление молекул воды по схеме:

В случае растворимого анода идёт процесс:

На катоде: , раствор приобретает щелочную реакцию. На аноде: , раствор становится кислым.