Ответы на экзамен (в .txt) / Химия для плеера / 51

51. электролиз. Реакции на катоде и аноде при электролизе. Электролиз растворов и расплавов солей.
В растворах или расплавах электролитов имеются разноимённые по знаку ионы, которые находятся в хаотическом движении.
Если в такой раствор или расплав ввести электроды и подключить их к источнику питания, то поле, создаваемое в растворе будет заставлять двигаться электроны.
Ионы натрия, достигнув катода, принимают электроны и становятся металлическим натрием.
Электролиз определяют как окислительно-восстановительный процесс, протекающий на электродах при прохождении электрического тока через раствор или расплав электролита.
Сущность электролиза состоит в осуществлении за счёт электрической энергии химических реакций – восстановления на катоде и окисления на аноде.
Необходимо различать электролиз расплава электролитов и электролиз водных растворов электролитов. В последнем случае в процессе электролиза могут участвовать молекулы воды.
NaCl=Na+Cl H2O
Na++1e=Na0 фик=-2,714В
2H2O+2e=H20+2OH- фик=-0,41В
На катоде при электролизе водного раствора NaCl будут восстанавливаться молекулы воды, а не ионы Na. Общее уравнение электролиза водного раствора NaCl записывается следующим образом:
2H2O+2Cl- = H2+Cl2+2OH-
2H2O+2NaCl
Характер реакций в водных растворах электролитов, протекающих на катоде обусловлен положением металла в ряду стандартных электродных потенциалов металлов: чем меньше алгебраическая величина стандартного электродного потенциала металла, тем характернее для него ионное состояние и тем труднее восстанавливаются его ионы на катоде.
Возможны 3 случая:
1) Катионы металлов, у которых стандартный электронный потенциал больше чем у водорода. Эти катионы при электролизе практически полностью восстанавливаются на катоде.
2) Катионы металлов с малой величиной стандартного электродного потенциала. Эти катионы не восстанавливаются на катоде, а вместо них восстанавливаются молекулы воды.
3) Катионы металлов, имеющие стандартные электродные потенциалы, меньше чем у водорода, но больше чем у алюминия. При электролизе на катоде восстанавливаются одновременно с молекулами воды.
Если водный раствор содержит катионы различных металлов, то при электролизе выделение их на катоде происходит в порядке уменьшения алгебраической величины стандартного электродного потенциала соответствующего металла.
Характер реакций, протекающих на аноде зависит от вещества, из которого сделан анод. Аноды подразделяют на нерастворимые и растворимые.
На нерастворимом аноде в процессе электролиза происходит окисление анионов или молекул воды.