Reja kirish 1-bob. Elektroliz haqida tushuncha

1.3.1 Suvli eritmalarning elektrolizi
U ishtirokisiz ham, elektrolitlar erigan suv molekulalari ishtirokida ham sodir bo'lishi mumkin. Misol tariqasida, ko'rib chiqing:
a) mis (II) xloridning suvli eritmasi - CuCl2 elektrolizlanishi.
Katodga (-) sof mis, anodga (+) xlor ajraladi.
Suvli eritmada CuCl2 ionlarga ajraladi:

CuCl2 ↔ Cu2+ + 2Cl-

Mis kationi katodga o'tadi, ikkita elektronni qabul qiladi, ya'ni mis hosil bo'lishi bilan kamayadi. Xlorid anioni anodga o'tadi, o'z elektronini beradi, ya'ni atomlarni, keyin esa xlor molekulalarini hosil qilish uchun oksidlanadi. Kimyoviy tenglamalar shaklida jarayon quyidagicha yoziladi:

CuCl2 tuzi eritmasining elektrolizi:

CuCl2 ↔ Cu2+ + 2Cl-

Katod (-) Anod (+)
Cu2+ + 2ē → Cu0 Cl- – 1ē → Cl0
2Cl0 → Cl2 ↑
^elektroliz
CuCl2 ===== Cu + Cl2 ↑

1. Shunday qilib, suv molekulalari CuCl2 eritmasining elektrolizida ishtirok etmaydi.

b) mis (II) sulfatning suvli eritmasi - CuSO4 elektrolizi.
Sof mis ajralib chiqadi va katodda (-), kislorod anodda (+) chiqariladi. Suvli eritmada CuSO4 ionlarga ajraladi:

CuSO4 ↔ Cu2+ + SO42-

Mis kationi katodga o'tadi, ikkita elektronni qabul qiladi va mis hosil qilish uchun qaytariladi. Sulfat anioni anod tomon harakatlanadi. Ammo: anoddagi kislorodli kislotalarning anionlari oksidlanmaydi, lekin ularning o'rniga suv molekulalari molekulyar kislorod va vodorod kationlari hosil bo'lishi bilan oksidlanadi. Yechimda nima qoladi? Sulfat kislota molekulalarini hosil qila oladigan sulfat anionlari va vodorod kationlari.

Qisqacha aytganda, jarayon quyidagicha yoziladi:
CuSO4 tuzi eritmasining elektrolizi

CuSO4 ↔ Cu2+ + SO42-

katod (-) anod (+)
Cu2+ + 2ē → Cu0 2H2O – 4ē → 4H+ + O2 ↑
Eritmada: H+, SO42-
_elektroliz
2CuSO4 + 2H2O ====== 2Cu + O2 ↑ + 2H2SO4

v) natriy bromidning suvdagi eritmasini elektroliz qilish - NaBr.

Vodorod katodda (-) chiqariladi. Brom anodda (+) chiqariladi.
Reaksiya tenglamalarini yozamiz:

NaBr ↔ Na+ + Br-

katod (-) anod (+)
2H2O + 2ē → H2 ↑ + 2OH- Br- – 1ē → Br0
Eritmada: Na+, OH- 2Br0 → Br2
_elektroliz
2NaBr + 2H2O ====== 2NaOH + H2 ↑ + Br2

Eritmalarni elektroliz qilish jarayonida katodda nima hosil bo'lishini bilish uchun bir nechta qoidalar mavjud:

Katodik jarayonlar uchunmetallar kuchlanishlarining elektrokimyoviy qatoriga murojaat qilamiz.
1 qoida. Agar metall vodoroddan keyin elektrokimyoviy qatorda joylashgan bo'lsa (ya'ni Cu dan Au inklyuzivgacha), unda bunday metallning tuz eritmasini elektroliz qilish jarayonida metallning o'zi kamayadi.

Cu2+ + 2ē → Cu0

2 qoida. Agar metall alyuminiygacha (Li dan Algacha) elektrokimyoviy qatorda joylashgan bo'lsa, u holda suv molekulalari vodorod hosil qilish uchun katodda kamayadi.

2H2O + 2ē → H2 ↑ + 2OH-

3 qoida. Agar metall elektrokimyoviy qatorda Al va vodorod o'rtasida joylashgan bo'lsa, metallning o'zi ham, suv molekulalari ham kamayadi.

2H2O + 2ē → H2 ↑ + OH-

Fe2+ ​​+ 2ē → Fe0


Anodik jarayonlar uchun.
1 qoida. Kislorodsiz kislotalarning anionlari (F-dan tashqari) oson oksidlanadi:

I- – 1ē → I0

2I0 → I2


2 qoida. Kislorodli kislotalarning anionlari va anion F- o'z-o'zidan oksidlanmaydi, lekin ularning o'rniga suv molekulalari oksidlanadi va kislorod ajralib chiqadi.
2H2O – 4ē → 4H+ + O2 ↑

e) Aniqlash uchun yana bir misol keltiramiz - KNO3 ning suvdagi eritmasini elektroliz qilish.

Reaksiya tenglamalarini yozamiz:

KNO3 ↔ K+ + NO3-

katod (-) anod (+)
2H2O + 2ē → H2 ↑ + 2OH-
2 H2O – 4ē → 4H+ + O2 ↑
Eritmada: K+, OH-
Eritmada: H+, NO3-
_elektroliz
KNO3 + 3H2O ====== KOH + HNO3 + 2H2 ↑ + O2 ↑
_elektroliz
KNO3 + 3H2O ====== KNO3 + H2O + 2H2 ↑ + O2 ↑
_elektroliz
2 H2O ====== 2H2 ↑ + O2 ↑

Ya'ni, bu holda elektroliz suvning elektroliziga kamayadi.

Binobarin, tuzlarning suvdagi eritmalarining elektrolizi qaysi metall kationi va qaysi kislota qoldig`i anioni hosil bo`lishiga qarab turlicha boradi.