Репетитор з хімії (epetitor) розсилка

Ми будемо раді допомогти всім, хто прагне до знань!

Електролізом називається окислювально-відновний процес, що протікає на електродах при пропущенні через електроліт електричного струму. При електролізі катод є відновником, так як віддає електрони, а анод - окислювачем, так як приймає електрони від аніонів.

Розрізняють електроліз розплавів і розчинів електролітів.
Розглянемо електроліз розплавів на прикладі розплаву KCl. При пропущенні через розплав електричного струму іони K + на катоді приєднують електрони і відновлюються до атомарного калію, іони хлору Сl - на аноді окислюються до атомарного хлору з подальшим утворенням молекул.

На катоді К + + 1е = К
На аноді 2Сl - - 2е = Cl2

Анод є окислювачем, а катод - відновником.
У разі, коли електролізу піддається розплав з декількома різними катіонами, то в першу чергу відновлюються катіони металів з великим значенням електродного потенціалу (стоять правіше в електрохімічному ряді напруг металів).

Електроліз водних розчинів електролітів протікає набагато складніше, ніж розплавів. Справа в тому, що вода, хоча і в малому ступені, але дисоціює на катіони водню і гідроксил-аніони. Тому, у водних розчинах електролітів, крім іонів електроліту, завжди будуть знаходитися і іони води, які теж можуть окислюватися і відновлюватися на електродах.

Процеси, що відбуваються на катоді (відновлення катіонів) залежать від положення металу в електрохімічному ряді напруг (ряду активностей) металів.

Розташування металів за зростаючим значенням їх електроднихпотенціалів називається електрохімічним рядом напруг металів, який формується на основі експериментальних вимірювань стандартних електродних потенціалах металу. Якщо пластину металу, занурену в розчин його солі з концентрацією іонів металу 1 моль / л з'єднати зі стандартним водневим електродом, то електрорушійна сила такого гальванічного елемента, виміряна при 25 | C, і є стандартним електродним потенціалом металу.
Значення електроднихпотенціалів визначають по відношенню до прийнятого за нуль потенціалу водню. Тому електродні потенціали мають позитивний або негативний знак. Чим активніше метал, тим меншим буде його електродний потенціал.

Електрохімічний ряд напруг металів має наступний вигляд:
Li, До, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Sn, Pb, H, Cu, Hg, Ag, Pt, Au.

Лівіше розташовані в ряді напруг метали мають менші електродні потенціали, наприклад, літій має найменший електродний потенціал. Чим лівіше метал в ряду стандартних потенціалів, тим важче він відновлюється при електролізі.
Можливі такі варіанти процесу відновлення на катоді в залежності від положення металу в ряду електрохімічних напруг:
1. Катіони металів від Li до Al не відновлюються на катоді, замість них йде відновлення молекул води: 2H2 O + 2 e = H2 + 2OH -
2. Катіони металів від Al до H відновлюються на катоді одночасно з молекулами води.
3. Катіони металів з потенціалом більшим, ніж у водню (від Cu до Au), при електролізі практично повністю відновлюються на катоді.
Якщо катіонів багато, то при електролізі відновлюється спочатку метал з найбільшим значенням стандартного потенціалу, потім з меншим і так далі.

На аноді відбувається окислення аніонів. На аноді в першу чергу окислюються аніони безкисневих кислот (Cl -. Br - і т.д.), крім F -. При їх відсутності окислюються молекули води (або гідроксил-аніони):

При електролізі розчинів солей кисневмісних кислот на аноді будуть окислюватися молекули води і буде виділятися кисень.

Речовина, з якого зроблений анод також впливає на хід електролізу. Аноди бувають розчинні і нерозчинні. Нерозчинні зроблені зазвичай з графіту або платини; розчинні аноди - з різних металів. На нерозчинному аноді в процесі електролізу окислюються аніони або молекули води. При електролізі водних розчинів лугів, кисневмісних кислот і їх солей, фторидів на аноді протікає окислення води і виділяється кисень. Розчинна анод при електролізі сам окислюється, переходячи в розчин, т. Е віддає електрони в електричному ланцюзі.

Під час проведення електролізу водного розчину з використанням інертного анода можуть відбуватися два окислювальних і два відновлювальних процесу: на аноді - окислення аніонів і гідроксил-іонів, а на катоді - відновлення катіонів та іонів водню. Якщо електроліз проводити з використанням активного розчинного) анода, то можуть відбуватися такі реакції: на аноді - окислення аніонів і гідроксил-іонів, а також розчинення анода. На катоді - відновлення катіона солі і іонів водню або відновлення катіонів металу, отриманих при розчиненні анода.

Електроліз розплавів і розчинів застосовується надзвичайно широко. Це отримання металів (як алюміній, олово, свинець, натрій, цинк, кадмій, срібло, золото) і неметалів, нанесення металевих покриттів, отримання точних копій з різних предметів (гальванопластика), очищення металів від домішок.