Электролиз

2. Электролиз растворов.

В случае электролиза растворов электролитов, на электродах может также происходить процесс окисления и восстановления воды.

Порядок разрядки катионов и анионов электролитов схематически выражен в таблицах 1 и 2. Однако, чтобы правильно представлять себе совокупность процессов, происходящих в ходе электролиза, прокомментируем эти таблицы.

Таблица 1. Порядок разрядки катионов при электролизе водных растворов солей, кислот, щелочей.

Процессы, протекающие на катоде при электролизе водных растворов электролитов.

• 1. Катионы металлов, имеющих стандартные электродные потенциалы меньше, чем у алюминия ( расположенные в электрохимическом ряду напряжений металлов до Аl ) не разряжаются на катоде. В этом случае происходит только восстановление воды: 2Н2О +2е=Н2 +2ОН^-

  2. Катионы металлов, имеющие стандартные электродные потенциалы меньше, чем у водорода, но больше, чем у алюминия (расположены в ЭХРН металлов от Al до Н2), разряжаются одновременно с молекулами воды. Одновременно происходят процессы: Меⁿ⁺ +nе = Ме⁰ и 2Н2О +2е=Н2 +2ОН

1. При наличии в растворе катионов металлов, имеющих стандартные электродные потенциалы больше, чем стандартный электродный потенциал водорода, на катоде прежде всего происходит восстановление катионов таких металлов: Меⁿ⁺ +nе = Ме⁰

^{Таблица 2. Порядок разрядки анионов при электролизе водных растворов солей, кислот, щелочей.}

^{Процессы происходящие на аноде при электролизе водных растворов электролитов.}

^{Различают электролиз с инертным и электролиз с активным анодом.}

^{Инертный анод-анод, материал которого не окисляется в ходе электролиза ( например, электрод из платины)}

^{Активный анод - анод, материал которого может окисляться в ходе электролиза.}

^{Рассмотрим закономерности окисления на инертном аноде.}

1. При электролизе водных растворов щелочей, кислородсодержащих кислот и их солей, а также фтороводорода и фторидов происходит электрохимическое окисление воды с выделением кислорода. В зависимости от среды, этот процесс может протекать по разному: а) в щелочной среде: _4ОН^-_{-4е=2Н2О+О2} б) в кислой или нейтральной среде: _{2Н2О-4е=О2+4Н}⁺

2. При электролизе водных растворов бескислородных кислот и их солей ( кроме НF и фторидов) у анода разряжаются анионы.

3. Если анод активен, число конкурирующих окислительных процессов увеличивается до трех: электрохимическое окисление воды с выделением кислорода, окисление аниона и электрохимическое окисление металла анода (анодное растворение металла). Из этих процессов преимущественно протекает энергетически более выгодный процесс. Если стандартный электродный потенциал металла меньше обеих других электрохимических систем, то будет наблюдаться анодное растворение металла.

Рассмотрим два случая электролиза растворов солей с инертным анодом:

1. Электролиз водного раствора KI.