ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные законы электролиза из "Теоретическая электрохимия" При прохождении электрического тока через раствор происходит электролиз, на электродах образуются продукты окисле-ния-восстановления. На положительном электроде (аноде) протекает окисление, на отрицательном (катоде) — восстановление. Можно сказать, что анод — электрохимический окислитель, а катод — восстановитель. [c.57] Количественные зависимости, наблюдаемые при электролизе, были открыты М. Фарадеем в 1833 г. Исследуя прохождение электрического тока через растворы и образование продуктов электролиза на электродах, М. Фарадей установил два закона, представляющих весьма важное обобщение для физики и химии. М. Фарадеем же предложены и термины, применяемые доныне электролиз, электролизер, электролит, анод, катод, анион, катион. [c.57] Первый закон электролиза можно сформулировать так вес продуктов реакции, образовавшихся на электродах, прямо пропорционален силе тока и времени его протекания, т. е. прямо пропорционален количеству прошедшего электричества. [c.57] Второй закон электролиза при прохождении через различные электролиты одного и того же количества электричества веса образовавшихся на электродах веществ — продуктов реакции — пропорциональны химическим эквивалентам этих веществ. [c.57] Продуктами электролиза будут металлы (серебро и медь) и газ водород на катодах, газы кислород, хлор и твердое тело иод — на анодах (разумеется, иод образует раствор в воде). [c.58] Если после того, как в течение некоторого времени через серию сосудов с растворами будет проходить ток, продукты реакции, образовавшиеся на электродах, собрать и взвесить, то окажется, что веса их относятся друг к другу, как химические эквиваленты. Ток проходил через все растворы в течение одного и того же времени, и сила тока была во всех растворах одинакова. Поэтому подобный опыт и позволяет установить второй закон электролиза. [c.58] Веса продуктов реакции, образующихся при прохождении количества электричества, равного 1 кулону, называются электрохимическими эквивалентами. [c.58] Проводя опыт с одновременным электролизом нескольких растворов (рис. 6), можно пропустить любое количество электричества. Результат опыта от этого не зависит, ибо чем больше электричества протекает сквозь растворы, тем больше вес веществ, выделяющихся на электродах (первый закон электролиза). При прохождении д кулонов на каждом электроде выделяется по двэ граммов вещества, где еэ — электрохимический эквивалент. Из этого следует, что Еэ имеет размерность грамм/кулон тогда выражается в граммах. [c.58] Величина Р называется фарадеем, или числом Фарадея. [c.59] Для изменения валентности одного моля на единицу требуется 1 фарадей или, другими словами, 1 г-экв несет заряд, равный 1 фарадею. [c.59] Соотношения, даваемые законами М. Фарадея, не зависят от температуры, давления, концентрации электролита и природы растворителя. [c.59] Для восстановления 1 иона А5 к нему треб5 ется присоединить 1 электрон. В 1 г-ионе серебра содержится 6,02 ионов (число Авогадро). Следовательно, 1 фарадей равен заряду 6,02 10 электронов. Если через раствор проходит некоторое определенное количество электричества, то это значит, что по металлическому проводнику к катодам подается определенное число электронов, а от анодов это же число электронов отнимается. Учитывая это, реакции (1,23) можно переписать так, чтобы было ясно, что они совершались при прохождении одного и того ке количества электричества. [c.59] Окислительно-восстановительные реакции на электродах не всегда сопровождаются изменением валентности до нуля и выделением простых веществ. [c.60] Процессы электролиза и электродные реакции будут подробно описаны ниже (ч. П1). Здесь же мы не будем их рассматривать. Изложенное в этом разделе необходимо нам лищь для того, чтобы иметь возможность рассмотреть природу электролитов и, в частности, прохождение тока через растворы. [c.60] Кистяковского (рис. 8). Длинная стеклянная трубка 1 с краном 2 заполняется в нижней части 10—20% раствором КНОз. Серебряный анод 3 укреплен на платиновой проволоке, впаянной в стеклянную трубку 4. Поверх раствора KNOз осторожно наливается 0,3—0,5 н. раствор НЫОз, в который погружается платиновый катод 5. При прохождении тока серебряный анод растворяется в виде ионов А , образуя в нижней части сосуда раствор AgNOз. На катоде происходит восстановление азотной кислоты. По окончании опыта раствор спускается через кран 2 и в нем определяется серебро титрованием раствором роданистого аммония в присутствии индикатора (соль трехвалентного железа). [c.61] Существуют кулонометры, в которых производится измерение объема газов, выделяемых при электролизе, например водорода и кислорода из водного раствора. Подобным кулоно-метром пользовался М. Фарадей. Есть кулонометр, работа которого основана на измерении объема восстановившейся ртути. Существуют и другие типы кулонометров. [c.61] Вернуться к основной статье