Электролиз расплавов

Электролизом расплавов получают металлы, имею­щие сильно отрицательные электродные потенциалы, и некоторые их сплавы.

При высокой температуре электролит и продукты электролиза могут вступать во взаимодействие друг с другом, с воздухом, а также с материалами электродов и электролизера. В результате этого простая, в принципе, схема электролиза (например, электро­лиз MgCl₂ при получении магния) усложняется.

Электролитом обычно служат не индивидуальные расплавлен­ные соединения, а их смеси. Важнейшим преимуществом смесей является их относительная легкоплавкость, позволяющая прово­дить электролиз при более низкой температуре.

В настоящее время электролизом расплавов получают алюминий, магний, натрий, литий, бериллий и кальций. Для получения калия, бария, рубидия и цезия электролиз расплавов практически не применяется из-за высокой хими­ческой активности этих металлов и большой их растворимости в расплавлен­ных солях. В последние годы электролизом расплавленных сред получают не­которые тугоплавкие металлы.

Пример 8. Электролиз расплавов щелочей (гидроксида натрия).

Последовательность действий		Выполнение действий
	составить уравнение диссоциации соли	NaОНNa+ +ОН-
	выбрать ионы, которые будут разряжаться на электродах (согласно изложенным выше правилам)	На катоде в расплаве восстанавливаются ионы натрия. На аноде в расплаве окисляются гидроксид-ионы.
	составить схемы процессов восстановления и окисления	К- : Na+ + 1= Na0 А+ : 4ОН- - 4= О2+ 2Н2О
	составить уравнение электролиза водного раствора соли	4NaОН4Na0+ 2Н2О + О2

Пример 9. Схема электролиза расплава хлорида меди (II).

Последовательность действий		Выполнение действий
	составить уравнение диссоциации расплава соли	CuCl2Cu2+ + 2Cl-
	выбрать ионы, которые будут разряжаться на электродах (согласно изложенным выше правилам)	Ионы меди в расплаве восстанавливаются. На аноде в расплаве ионы хлора окисляются
	составить схемы процессов восстановления и окисления	К- : Cu2+ + 2= Cu0 А+ : 2Cl- - 2= Cl20
	составить уравнение электролиза расплава соли	CuCl2Cu0 + Cl20

пример 10. схема электролиза расплава сульфата натрия.

Последовательность действий		Выполнение действий
	составить уравнение диссоциации расплава соли	Na2SO42Na+ + SO42-
	составить схемы процессов восстановления и окисления	К- : Na+ + 1= Na0 А+ : 2=+2+ ,
	составить уравнение электролиза расплава соли	2Na2SO44Na +2+

Законы электролиза

1. Первый закон Фарадея.

Масса вещества, выделившегося на электроде при прохождении по раствору электролита электрического тока, прямо пропорциональна количеству пропущенного электричества.

m=k·Q

где m- масса выделившегося вещества, k – коэффициент пропорциональности, называемый электрохимической эквивалентной массой, Q – количество электричества, выраженное в единицах заряда (Кл = А·ч, либо в А·ч).

Поскольку количества электричества Q это произведение силы электрического тока (А) на время t затраченного на электролиз (с), т.е. , то первый закон Фарадея можно представить в виде:

Количественной мерой электрического заряда является единица «Фарадей». Фарадей – это заряд, который несет на себе один моль электронов или один моль однозарядных ионов,

1F = = 6.02·10²³·1.6·10^-1996500 Кл = 26,8 А·ч

1F=96500 Кл = 26,8 А·ч

- число Авогадро, - заряд электрона.

Если через раствор пропустить 1 Фарадей электричества (96500 Кл), то на электроде выделится 1 моль-эквивалент вещества.