- •1. Общие методические указания
- •Рекомендуемая литература
- •2. Методические указания по изучению дисциплины
- •Названия солей по международной номенклатуре Средняя или нормальная соль
- •Кислая соль
- •Основная соль
- •Названия солей по русской номенклатуре
- •Кислая соль
- •Основная соль
- •Примечание:
- •Энергетические уровни и электронная конфигурация атома
- •Квантовые числа
- •Магнитные и энергетические состояния атома
- •Размеры атома
- •Задачи и упражнения
- •Вопросы для самопроверки
- •Геометрические формы молекул
- •Тема 4. Химическая термодинамика и кинетика
- •4.1 Химическая термодинамика
- •4.2. Химическая кинетика
- •Задачи и упражнения
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 5. Растворы
- •5.1. Теория электролитической диссоциации. Реакции ионного обмена
- •5.2. Водородный показатель
- •5.3. Растворимость и гидролиз
- •5.4. Растворы неэлектролитов и электролитов
- •Растворы неэлектролитов
- •Растворы электролитов
- •Активность и ионная сила
- •5.5. Буферные растворы
- •Задачи и упражнения
- •0,2432 Г эМе --------0,0200 г водорода.
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 6. Окислительно-восстановительные реакции
- •Задачи и упражнения
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 7. Общие свойства металлов. Электрохимия. Коррозия металлов Электролиз
- •7.1 Основные понятия электрохимии.
- •Уравнение Нернста
- •7.2 Коррозия.
- •7.3 Электролиз
- •7.4 Химические источники тока
- •Задачи и упражнения
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 8. Агрегатные состояния вещества. Коллоидные системы Комплексные и высокомолекулярные соединения
- •8.1 Агрегатные состояния вещества
- •8.2 Коллоидные системы
- •Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию
- •Характеристика дисперсных систем
- •Задачи и упражнения
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 9. Обзор свойств элементов и их соединений. Минеральные удобрения
- •Тема 10. Органические соединения.
7.3 Электролиз
Электролиз– окислительно-восстановительный процесс, протекающий на электродах при прохождении электрического тока через раствор или расплав электролита.
Катод (К) – электрод, соединенный с отрицательным полюсом источника тока. На катоде идет процесс восстановления – процесс присоединения электронов.
Анод (А) – электрод, соединенный с положительным полюсом источника тока. На аноде идет процесс окисления – процесс отдачи электронов.
Направление окислительно-восстановительных процессов, протекающих на катоде и аноде при электролизе растворов электролитов, можно определить путем сравнения стандартных электродных потенциалов.
Возможны три случая катодного процесса:
1. Катионы металлов, имеющих стандартный электродный потенциал больший, чем у водорода (от Cu2+ до Au3+включительно), при электролизе практически полностью восстанавливаются на катоде.
2. Катионы металлов с малой величиной стандартного электродного потенциала (от Li+ до Al3+ включительно), не восстанавливаются на катоде, а вместо них восстанавливаются молекулы воды.
3. Катионы металлов, имеющих стандартный электродный потенциал меньший, чем у водорода, но больший, чем у алюминия (от Mn2+ до 2Н+), при электролизе на катоде восстанавливаются одновременно с молекулами воды.
Если же водный раствор содержит катионы различных металлов, то при электролизе выделение их на катоде протекает в порядке уменьшения стандартного электродного потенциала соответствующего металла.
Анодный процесс зависит от вещества, из которого сделан анод. Аноды подразделяются на нерастворимые (из угля, графита, платины, иридия) и растворимые (из меди, серебра, цинка, кадмия, никеля, хрома и других металлов).
На нерастворимом аноде в процессе электролиза происходит окисление анионов или молекул воды. Легче всего на аноде окисляются кислотные остатки бескислородных кислот – типичные восстановители, где неметалл имеет отрицательную степень окисления (S2-, I-, Br-, Cl-). Если же раствор содержит анионы кислородсодержащих кислот (NO3-, CO32-, PO43-), где неметалл имеет высшую положительную степень окисления (дальнейшее окисление невозможно), то на аноде окисляются молекулы воды. Растворимый анод выполнен из металла – в этом случае будет окисляться сам анод.
При электролизе водных растворов электролитов в окислительно-восстановительных процессах могут участвовать молекулы воды. На катоде идет процесс восстановления. На катоде процесс восстановления воды происходит при потенциале Е = - 0,41В:
2Н2О + 2e = Н2↑ + 2ОН- (щелочная среда)
На аноде процесс окисления молекулы воды происходит при потенциале Е = 1,23В:
2Н2О - 4e = О2↑ + 4Н+ (кислая среда)
Применение электролиза:
1) Получение веществ, в особенности тех, которые трудно или невозможно получить другими способами - сильных восстановителей и сильных окислителей: алюминия, щелочных металлов, фтора, хлора, пероксидов.
2)Нанесение металлических покрытий (хромирование, никелирование). Здесь новых веществ не образуется, металл переносится с анода на катод, которым служит покрываемое изделие.
3) Очистка (рафинирование) металлов.