Электролиз

Электрохимия - раздел науки (физической химии), который изучает превращение химической энергии в электрическую

Наука изучающая химические процессы, которые сопровождаются возникновением электрического тока или вызываемые им

- Электрохимические процессы - это химические процессы, сопровождающиеся возникновением электрического тока или вызываемые им

Электролиз-окислительно-восстановительный процесс, протекающий на электродах при прохождении электрического тока через расплав или раствор электролита.

Окисление молекулы воды до кислорода

2H2O - 4e→ O2↑+ 4H+

Восстановление молекулы воды до водорода

2H2O + 2e→ H2↑+ 2OH-

• Раздел науки (физической химии), который изучает превращение химической энергии в электрическую
• Наука изучающая химические процессы, которые сопровождаются возникновением электрического тока или вызываемые им

- Электрохимические процессы - это химические процессы, сопровождающиеся возникновением электрического тока или вызываемые им

Электролиз

окислительно-восстановительный процесс, протекающий на электродах при прохождении электрического тока через расплав или раствор электролита

Установки для электролиза

Процессы протекающие на КАТОДЕ (электролиз раствора соли)

• Катионы, стоящие в ряду активности до Al ( Li + , Rb + , K + , Ba 2+ , Sr 2+ , Ca 2+ , Na + , Mg 2+ , Al 3+ )

- на катоде при электролизе водных растворов не восстанавливаются, на катоде выделяется Н 2 из воды.

Пример: электролиз CaCl 2 – хлорида кальция:

CaCl 2 → Са 2+ + 2 Cl –

H 2 O → H + + OH -

К (-) А (+)

Са 2+ Cl –

H + OH -

2H 2 O + 2e→ H 2 ↑+ 2OH - 2 Cl – - 2e → Cl 2 ↑

Са 2+ + 2OH - → Ca(OH) 2

Процессы протекающие на КАТОДЕ (электролиз раствора соли)

2 . Катионы, стоящие в ряду активности от Mn до H ( Mn 2+ , Zn 2+ , Cr 3+ , Fe 2+ 3+ , Cd 2+ , Co 2+ , Ni 2+ , Sn 2+ , Pb 2+ )

- на катоде при электролизе водных растворов восстанавливаются одновременно с молекулами воды (на катоде выделяется О 2 )

Пример: электролиз ZnSO 4 – сульфата цинка:

ZnSO 4 → Zn 2+ + SO 4 2-

H 2 O → H + + OH -

К (-) А (+)

Zn 2+ SO 4 2-

H + OH -

Zn 2+ +2e → Zn 0 2H 2 O + 2e→ H 2 ↑+ 2OH -

2H 2 O - 4e→ O 2 ↑+ 4H +

Процессы протекающие на КАТОДЕ (электролиз раствора соли)

3. Катионы, стоящие в ряду активности после H

( Cu 2+ , Ag + , Hg + , Pt 2+ , Au 3+ )

- при электролизе водных растворов на катоде полностью восстанавливаются

Пример: электролиз CuBr 2 – бромида меди:

CuBr 2 → Cu 2+ + 2Br -

H 2 O → H + + OH -

К (-) А (+)

Cu 2+ Br -

H + OH -

Cu 2+ +2e → Cu 0 2 Br – - 2e → Br 2

Процессы протекающие на АНОДЕ (электролиз раствора соли)

• Анионы бескислородных кислот

( F - , Cl - , Br - , I - , S 2- )

- на аноде при электролизе водных растворов окисляются до простых веществ.

Пример: электролиз CaCl 2 – хлорида кальция:

CaCl 2 → Са 2+ + 2 Cl –

H 2 O → H + + OH -

К (-) А (+)

Са 2+ Cl –

H + OH -

2H 2 O + 2e→ H 2 ↑+ 2OH - 2 Cl – - 2e → Cl 2 ↑

Са 2+ + 2OH - → Ca(OH) 2

Процессы протекающие на АНОДЕ (электролиз раствора соли)

2. Анионы кислородсодержащих кислот

( NO 3 - , CO 3 2- , PO 4 3- , SO 4 2- )

- на аноде при электролизе водных растворов окисляется молекула воды (выделяется кислород).

Пример: электролиз CaCl 2 – хлорида кальция:

Pb(NO 3 ) 2 → Pb 2+ + 2 NO 3 –

H 2 O → H + + OH -

К (-) А (+)

Pb 2+ NO 3 –

H + OH -

Pb 2+ + 2e→ Pb 0 2H 2 O - 4e→ O 2 ↑+ 4H +

Необходимо запомнить!!!

• Окисление молекулы воды до кислорода

2H 2 O - 4e→ O 2 ↑+ 4H +

• Восстановление молекулы воды до водорода

2H 2 O + 2e→ H 2 ↑+ 2OH -

Составьте схемы электролиза растворов:

• NaCl
• Fe 2 (SO 4 ) 3
• AgF
• Cr(NO 3 ) 3