Электролиз

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

Катод К(-), к нему перемещаются катионы, катод отдаёт электроны катионам, катионы разряжаются, идёт процесс восстановления.

Анод А(+), к нему перемещаются анионы, анионы отдают электроны аноду и разряжаются, идёт процесс окисления.

Схема движения ионов в растворе или расплаве электролита под действием электрического тока:



Электролиз растворов отличается от электролиза расплавов тем, что процессы протекают сложнее из-за непосредственного участия воды.

Сущность электролиза состоит в том, что за счёт электрической энергии осуществляется химическая реакция, которая не может протекать самопроизвольно.

Схема электролиза расплава хлорида натрия:



  • на катоде всегда идет процесс восстановления;

  • на аноде всегда идет процесс окисдления.

При электролизе растворов как на аноде, так и на катоде могут происходить конкурирующие процессы.

Конкурирующими являются два окислительных и восстановительных процесса:

  • на аноде — окисление анионов и гидроксид-ионов;

  • на катоде — восстановление катионов и ионов водорода.

Катодные процессы в водных растворах солей:

?Электрохимическийряд напряжений металлов

Li, K, Ca, Na, Mg, Al

Mn, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb

H2

Cu, Hg, Ag, Pt, Au

Men+ — не восстанавливаются

2H2O + 2e = H2 + 2OH-

Men+ + ne = Me0

2H2O +2e = H2 + 2OH-

H2

Men+ + ne = Me0

Процесс на аноде зависит от материала анода и от природы аниона:

  1. Если анод растворимый (железо, медь, цинк, серебро и все металлы, которые окисляются в процессе электролиза), то независимо от природы аниона всегда идет окисление металла анода.

  2. Если анод нерастворимый (уголь, графит, платина, золото), то:
  • При электролизе растворов солей бескислородных кислот (кроме фторидов) на аноде идет процесс окисления аниона.

  • При электролизе растворов солей оксокислот и фторидов на аноде идет процесс окисления воды (выделяется кислород); анион не окисляется, остается в растворе. При электролизе растворов щелочей идет окисление гидроксид-ионов.?
Электролиз широко используется в промышленности для выделения и очистки металлов, получения щелочей, хлора, водорода. Алюминий, магний, натрий, кадмий получают только электролизом. Очистку меди, никеля, свинца проводят целиком электрохимическим методом.

Важной отраслью применения электролиза является защита металлов от коррозии; при этом электрохимическим методом на поверхность металлических изделий наносится тонкий слой другого металла — устойчивость к коррозии.


Made on
Tilda