Khimia / Химия / ХИМИЯ НОВЫЕ ЛАБЫ / лаба 15 / 15
.docТеоретическая часть
Электролизом называют окислительно-восстановительный процесс, протекающий на электродах при прохождении постоянного электрического тока через раствор или расплав электролита. Этот процесс сопровождается превращением электрической энергии в химическую.
Под действием постоянного тока положительно заряженные ионы получают направленное движение к отрицательному электроду, а ионы с отрицательным зарядом – к положительному. Отрицательный электрод при электролизе называется катодом (к катоду движутся катионы), а положительный – анодом (к аноду движутся анионы).
Реакции на электродах при электролизе расплавов и растворов электролитов.
Порядок разряда ионов.
Растворы.
-
На катоде
Определяется рядом напряжения металлов.
-
Металлы, стоящие правее водорода: из водных растворов разряжаются беспрепятственно (в направлении Au – Ag – Hg – Cu)
-
2Н+ +2е = Н2 (для кислот); 2Н2О +2е = Н2 + 2ОН-
-
(Н – Mg] Me n+ + ne = Me0; 2Н2О +2е = Н2 + 2ОН-
-
Никогда не восстанавливаются из водных растворов; 2Н2О +2е = Н2 + 2ОН-
-
На аноде
-
Окисляются беспрепятственно
-
2Н2О – 4е = О2 + 4Н+ ; 2ОН- - 4е = О2 + 2Н+
-
Анионы, содержащие кислород, из растворов не окисляются, в этом случае идет окисление кислорода из воды: 2Н2О – 4е = О2 + 4Н+
Расплавы.
На катоде восстанавливается тот металл, который содержится в расплаве.
На аноде происходит окисление того иона, который входит в состав расплава. Если ионы – кислородосодержащие, то кислород может окисляться до пероксида, либо до свободного кислорода.
Электролиз кислот.
-
Бескислородные кислоты: НВr
Катод: 2Н+ +2е = Н2; Анод: 2Br- -2е = Br2
2. Кислородосодержащие кислоты
Анод: 2Н2О – 4е = О2 + 4Н+; Катод: 2Н+ +2е = Н2;
Повышение концентрации кислоты
Электролиз растворов щелочей.
Катод: 2Н2О +2е = Н2 + 2ОН -;
Анод: 2ОН- - 4е = О2 + 2Н+
Повышение концентрации щелочи
Законы Электролиза.
Первый закон Фарадея: массы или объемы веществ, выделившихся на электродах, прямо пропорциональны количеству электричества, прошедшего через раствор или расплав электролита.
m = kQ или V = kQ; Q = Iτ
Второй закон Фарадея: одинаковые количества электричества выделяют на электродах эквивалентные массы (или объемы) веществ.
; ;