ОПРЕДЕЛЕНИЕ И ВИДЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА

 

ЭЛЕКТРОЛИЗ

Электролиз – разложение электротоком.

Электролиз – это процесс, обратный процессу, происходящему при работе гальванических элементов.

Электролизом называется превращение электрической энергии в химическую.

Через электролизёр, содержащий расплав или раствор электролита, проходит постоянный ток от внешнего источника питания. В результате на электродах начинают протекать окислительная и восстановительная реакции.

Существует три вида электролиза:

1. Электролиз расплава
Электроды в данном случае выполнены из пассивных материалов (платина, графит)

.

На катоде всегда происходит восстановление, на аноде – окисление

.

2. Электролиз водного раствора электролита с пассивными электродами

.

К катоду подходят ионы натрия и молекулы воды.

Чтобы выбрать, какое вещество будет восстанавливаться на катоде в первую очередь, надо сравнить потенциалы данных веществ

.

По соотношению потенциалов этих двух веществ вода является более сильным окислителем и восстанавливается в первую очередь.

Катодное восстановление воды:

.

Чтобы выбрать, какое из веществ будет преимущественно окисляться на аноде, надо также сравнить их потенциалы

.

По соотношению потенциалов видно, что ионы хлора являются более сильными восстановителями и, следовательно, будут окисляться в первую очередь.

Анодное окисление хлора:

.

Рассотрим ещё один пример электролиза раствора электролита с пассивными электродами:

.

 

При таком соотношении потенциалов в первую очередь будет восстанавливаться вода:

 

.

По соотношению потенциалов на аноде в первую очередь будет окисляться вода.

 

.

Анодное окисление воды:

.

3. Электролиз раствора с активным анодом

Cu – активный анод, в качестве электролита – водный раствор H₂SO₄

.

По соотношению потенциалов в первую очередь будут восстанавливаться ионы водорода из кислоты

 

.

.

На аноде могут окисляться три вещества:
анионы электролита, молекулы воды и сам активный анод.

.

По соотношению потенциалов активный анод будет окисляться в первую очередь:

.

В силу диффузии ионы меди из анодого пространства, где их концентрация высока, будут перемещаться к катоду.

Когда достигнет катода, то по соотношению потенциалов меди и водорода, начнется восстановление ионов меди:

.