Электролиз водного раствора


При электролизе водного раствора соли, в растворе кроме гидратированных ионов металла и анионов кислотного остатка, находятся также и молекулы воды и ионы водорода и гидроксо-анионы, продукты диссоциации воды. Поэтому при рассмотрении реакций на электродах необходимо учитывать возможность участия молекул воды в электролизе.

Для описания процессов, протекающих при электролизе водных растворов солей, существует ряд правил:

 

2. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ РАЗРЯДКИ ИОНОВ НА КАТОДЕ

Общий принцип, описывающий последовательность (очередность) процессов, протекающих на катоде: на катоде в первую очередь разряжается (восстанавливается) ион металла, имеющей наибольший потенциал.

1. Катионы металлов, имеющих малую величину стандартного электродного потенциала (от Li+ до Al3+ включительно), не восстанавливаются на катоде, вместо них восстанавливается вода.

2. Катионы металлов, имеющих стандартный потенциал меньший, чем у водорода, но больший, чем у алюминия (от Al3+ до H+) при электролизе на катоде восстанавливаются одновременно с молекулами воды. Восстановительный потенциал воды, подсчитанный по формуле Нернста, в зависимости от pH среды может иметь значения от (-0,059) до (-0,826) В. Этим объясняется одновременное восстановление водорода с восстановлением некоторых металлов, указанных выше.

3. Катионы металлов, имеющих стандартный потенциал больше, чем у водорода (от Cu2+ до Au3+), при электролизе практически полностью восстанавливается на катоде. Если электролит содержит катионы различных металлов, то при электролизе выделение их на катоде протекает в порядке уменьшения алгебраической величины потенциала соответствующего металла. Так из смеси катионов Ag+, Cu2+, Fe2+ сначала восстанавливаются катионы серебра E0Ag =0,8В, затем катионы меди E0Cu =0,34В и последними – катионы железа E0Fe = -0,44В.

 

Металл jо Процесс восстановления
Li … Al 2H2O + 2ē → 2OH + H2jо = – 0.83B – в нейтральной среде 2H+ + 2ēH2↑ – в кислой среде
Mn … Pb Men+ + nē Me 2H2O + 2ē → 2OH + H2↑ совместное восстановление металла и воды
Cu … Au Men+ + nē Me

 

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ РАЗРЯДКИ ИОНОВ НА АНОДЕ

На аноде протекают реакции окисления восстановителей, поэтому в первую очередь на аноде должны окисляться более сильные восстановители – вещества, имеющие наименьший потенциал.

Процессы на аноде зависят от материала анода и природы аниона. Электроды бывают инертные (графитовые, платиновые) и растворимые.

 

Для инертных электродов:

Если водный раствор содержит анионы бескислородных кислот, то в первую очередь окисляться будут эти анионы, кроме иона фтора, который в водных растворах не разряжается.

Анионы кислородсодержащих кислот из водных растворов не окисляются. В этом случае окисляются молекулы воды.

 

Для растворимых электродов – происходит окисление материала самого электрода, в результате чего анод разрушается.

Анод Асm
бескислородных кислот кислородсодержащих кислот
Растворимый Me – nē Men+
Инертный Асm – mē Асо (кроме F) В кислой и нейтральной среде: 2H2O – 4ē → 4H+ + O2jо = – 1,229B В щелочной среде: 4OH – 4ē → 2H2O + O2jо = – 0.401B

 



Дата добавления: 2020-12-11; просмотров: 279;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.008 сек.