2. Электролиз. Его практическое применение.

Электролиз – окислительно-восстановительная реакция, которая протекает на электродах при пропускании постоянного электрического тока через раствор или расплав электролита.

На катод - Na⁺+e=Na⁰

На анод + 2Cl^--2e=Cl₂

NaCl расплав.

Na⁺Cl^-

Щелочные, щелочноземельные металлы, редкоземельные, Al, малибден, Ti, Mg, W получают методом электролиза из расплава солей.

Электролиз водного раствора NaCl.

Na+, Cl-, H2O

На катод - Na⁺+e=Na⁰ ⁰= -2,87B

H⁺₂O+2e=H₂+2OH^- ⁰= -0,83B (по таблице окислительно-восстановительного потенцирования).

На катоде в первую очередь разряжается тот ион, для разряда которого надо приложить наименьшее электроотрицательное значение потенцирования.

(+)A 2Cl^--2e=Cl₂ ⁰= 1,36B

2H₂O^2--4e=O₂+4H⁺ ⁰= 1,229B ⁰фактическое (H₂O)= 1,6-1,8В

Согласно правилу разряда ионов на аноде разряжается тот ион, для разряда которого надо приложить наименьшее электроположительное значение потенцирования.

Однако существует явление перенапряжения.

 = _{фактическое-}_{равновесное}

Сдвиг потенциала от равновесного значения.

За счет перенапряжения на Аноде выделяется Cl.

Билет №12

1. Влияние времени на скорость реакции. Уравнение Арениуса.

Империческое правило Ван Гоффа говорит: при повышении температуры на 10 град. Скорость химической реакции возрастает в 2….4 раза.

где температурный коэффициент

Арениус показал почему реакции протекают не со скоростью взрыва, а подчиняются правилу Ван Гоффа.

В химическое взаимодействие вступают только те молекулы, энергия которых больше или равна энергии активации.

Рассмотрим распределение Максвелла-Больцмана молекул по скоростям.

N/N – доля молекул, энергия которых в интервале E

Доля активных молекул вырастает с ростом температуры.

K=A*e^–Ea^/RT

K – константа скорости

A – предэкспонентационный множитель

ln K_T2/ K_T1=(E_a/R)(1/T₁-1/T₂)

Основные положения теории Арениуса.

Чтобы произошло химическое взаимодействие, надо:

1) столкновение молекул

2) энергия молекул должна быть больше или равна энергии активации

3. столкновение должно приходится на функциональную группу.

Недостатки теории.

1) Реальная скорость часто оказывается ниже, чем рассчитанная по теореме Арениуса

2. Она не объясняет явление катализа.

Теория активированного состояния или переходного комплекса.

H2+J2=2HJ

В ходе химической реакции взаимодействия продукты образуются не сразу после столкновения исходных веществ, а сначала образуется промежуточный комплекс. Это реальная молекула, в которой старые связи ещё не совсем разорвались, а новые связи не совсем образованы.

При распаде активированного комплекса образуются продукты реакции. Т.о. энергия активации – это энергия, которая затрачивается на образование активного комплекса.

2. Электрохимическая коррозия.

Коррозия – самопроизвольное разрушение металла под действием окружающей среды.

Различают:

1. химическую коррозию (металлы в токонепроводящих средах)

2. электрохимическая коррозия (металлы в токопроводящих средах)

3. биологическая коррозия (разрушение металлов под действием микроорганизмов, использующих металл в качестве питания)

⁰Fe²⁺/Fe⁰= -0,44B

⁰Cu²⁺/Cu⁰= 0,337B

В местах соединения двух разнородных металлов возникает контактная разность потенциалов, анодом является более электроотрицательный металл.

A: Fe⁰-2e=Fe²⁺

Электроны переходят на металл с более положительным потенциалом. До тех пор, пока потенциалы не будут равны.

(

O₂

Cu) K: H₂O+1/2O₂+2e=2OH^-

Влажный воздух: Fe²⁺+2OH^-Fe(OH)₂  ржавчина

Вода: К: 2H₂O+2e=H₂+2OH^-

Кислота: K: 2H⁺+2e=H₂