Na+ + е = Na
Ионы хлора, достигая анода, отдают электроны и окисляются.
2СГ- 2е = С12
В результате на катоде выделяется металлический натрий, а на аноде выделяется хлор.
. . электролиз . _ электролиз ~
2 Na + 2С1' - *2 Na + С12 или 2 NaCl — >2 Na + Cl2
Обычно электролиты подвергаются электролизу в расплавленном состоянии. При расплавлении электролитов как NaCl, нарушается их ионная кристаллическая решетка. Образованный расплав состоит из непорядочно двигающихся ионов.
Для проведения электролиза растворов необходимо их сначала приготовить и затем проводить процесс.
При электролизе растворов ток проводится через растворы щелочей, кислот и солей.
В химии большое значение имеет электролиз водных растворов.
Электролиз водных растворов. При электролизе водных растворов могут участвовать и ионы водорода или гидроксида. Эти ионы образуются при диссоциации воды. Образованные ионы двигаются к соответствующим электродам: катоду притягиваются катион (Н+), аноду анион (ОН-).
Электролиз раствора хлорида меди (II) может быть примером электролизу водных растворов. Ионы Си2+ и С1’ направляются к соответствующим электродам и протекают следующие процессы:
катод: Си2+ + 2е' = Си0
анод:2СГ- 2е = С12
При электролизе растворов на катоде не всегда выделяется атом металла. Вместо атома металла на катоде может выделится и Н2 в газообразном состоянии. Для того чтобы определить именно какой продукт выделится на катоде воспользуемся рядом активности металлов, предложенным русским ученым Н.Н.Бекетовым.
Li, К, Ba, Sr, Са, Na, Mg, Al, Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, H2, Cu, Hg, Ag, Pt, Au
В этом ряду мы можем увидеть и водород. Активность остальных металлов в данном ряду был взят относительно водорода. Металлы, находящиеся правее водорода, считаются пассивными. А металлы левее водорода считаются активными и могут занять место водорода в реакциях. Они, в свою очередь делятся на активные и на металлы средней силы.
Li, К, Ba, Sr, Са, Na, Mg, Al, Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, H2. Cu, Hg, Ag, Pt, Au Активные металлы Металлы средней активности Пассивные металлы
Таким образом по активности металлы делятся на 3 группы:
активные (от Li до А1)
металлы средней силы (от А1 до Н2)
пассивные металлы (металлы левее водорода Н2)
Разделение металлов по их активности имеет большое значение в процессе электролиза. Зная раствор какого основания или соли подвергается электролизу, можно определить какие продукты выделятся на электродах.
Если в процессе электролиза участвуют активные металлы то на катоде выделяется водород.
Если участвует металл средней активности, то на катоде выделяются металл и водород.
Если пассивный металл участвует в процессе электролиза то на катоде выделится металл.
Также можно определить продукты, образующиеся на аноде в реакциях электролиза. Для этого смотрим на анион, участвующий в реакции. В качестве аниона обычно рассматривается кислотный остаток. Из темы кислот нам известно, что кислоты делятся на бескислородные и кислородсодержащие.
Кислородсодержащие: H2SO, Н3РО4, HNO2, НС1О и другие.
Бескислородные: НС1, НВг, Ш, H2S, HF и т. д.
Если в реакции электролиза участвует анион, содержащий остаток кислородсодержащей кислоты или анион фтора(Е), то на аноде выделится молекула кислорода.
Если в процессе электролиза участвует анион, содержащий остаток бескислородной кислоты (кроме F ), то на аноде выделится молекула неметалла в составе кислоты.. например, из аниона хлора (С1) выделится (С12); из бромида (Вг) молекула брома (Вг2); из йодида (Г) молекула йода (12); из сульфида (S2 ) молекула сульфида водорода(Н28);
Исходя из вышеуказанной информации реакции электролиза можно разделить на 6 групп.
При электролизе солей, состоящих из активного металла и остатка кислородсодержащей кислоты, на катоде выделится водород а на аноде кислород. В результате увеличится концентрация соли за счет уменьшения количества воды.
Do'stlaringiz bilan baham: |