ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электролиз из "Общая химия Издание 18" Электролиз — совокупность процессов, происходящих при прохождении электрического тока через расплав или через рас твор электролита. [c.290] Эта реакция не может протекать самопроизвольно энергия необходимая для ев осуществления, поступает от внешнего источ- ника тока. [c.291] Как и в случае химического источника электрической энергии, электрод, на котором происходит восстановление, называется катодом электрод, на котором происходит окисление, называется анодом. Но при электролизе катод заряжен отрицательно, а анод — положительно, т. е. распределение знаков заряда электродов противоположно тому, которое имеется при работе гальванического элемента. Причина этого заключается в том, что процессы, протекающие при электролизе, в принципе обратны процессам, идущим при работе гальванического элемента. При электролизе химическая реакция осуществляется за счет энергии электрического тока, подводимой извне, в то время как при работе гальванического элемента энергия самопроизвольно протекающей в нем химической реакции превращается в электрическую энергию. [c.291] При рассмотрении электролиза растворов нельзя упускать из виду, что, кроме ионов электролита, во всяком водном растворе имеются еще ионы, являющиеся продуктами диссоциации воды — Н+ и ОН-. В электрическом поле ионы водорода перемещаются к катоду, а гидроксила — к аноду. Таким образом, у катода могут разряжаться как катионы электролита, так и катионы водорода. Аналогично у анода может происходить разряд как анионов электролита, так и ионов гидроксила. Кроме того, молекулы воды также могут подвергаться электрохимическому окислению или восстановлению. [c.291] Какие именно электрохимические процессы будут протекать у электродов при электролизе, прежде всего будет зависеть от соотношения электродных потенциалов соответствующих электрохимических систем. Из нескольких возможных процессов будет протекать тот, осуществление которого сопряжено с минимальной затратой энергии. Это означает, что на катоде будут восстанавливаться окисленные формы электрохимических систем, имеющих наибольший электродный потенциал, а на аноде будут окисляться восстановленные формы систем с наименьшим электродным потенциалом. На протекание некоторых электрохимических процессов оказывает тормозящее действие материал электрода такйе случаи оговорены ниже. [c.292] Рассматривая катодные процессы, протекающие при электролизе водных растворов, нужно учитывать величину потенциала процесса восстановления ионов водорода. Этот потенциал зависит от концентрации ионов водорода (см. стр. 279) и в случае нейтральных растворов (pH = 7) имеет значение р = —0,059-7= = —0,41 В. Отсюда ясно, что если электролит образован металлом, электродный потенциал которого значительно положительнее, чем —0,41 В, то из нейтрального раствора у катода будет выделяться металл. Такие металлы находятся в ряду напряжений вблизи водорода (начиная приблизительно от олова) и после него. Наоборот, в случае электролитов, металл которых имеет потенциал значительно более отрицательный, чем —0,41 В, металл восстанавливаться не будет, а произойдет выделение водорода. К таким металлам относятся металлы начала ряда напряжений — приблизительно до титана. Наконец, если потенциал металла близок к величине —0,41 В (металлы средней части ряда — 2п, Сг, Ре, С(1, N1), то в зависимости от концентрации раствора и условий электролиза возможно как восстановление металла, так и выделение водорода нередко наблюдается совместное выделение металла и водорода. [c.292] Таким образом, характер катодного процесса при электролизе водных растворов- определяется прежде всего положением соответствующего металла в ряду напряжений. В ряде случаев большое значение имеют pH раствора, концентрация ионов металла и другие условия электролиза. [c.292] При рассмотрении анодных процессов следует иметь в виду, что материал анода в ходе электролиза может окисляться. В связи с этим различают электролиз с инертным анодом и электролиз с активным анодом. Инертным называется анод, материал которого не претерпевает окисления в ходе электролиза. Активным называется анод, материал которого может окисляться в ходе электролиза. В качестве материалов для инертных анодов чаще всего применяют графит, уголь, платину. [c.293] Рассмотрим несколько типичных случаев электролиза водных растворов. [c.294] Электролиз раствора СиСЬ с инертным анодом. Медь в ряду напряжений расположена после водорода поэтому у катода будет происходить разряд ионов Си - и выделение металлической меди., У анода будут разряжаться хлоридгионы. [c.294] Электролиз раствора 1(2804 с инертным анодом. Поскольку калий в ряду напряжений стоит значительно раньше водорода, то у катода будет происходить выделение водорода и накопление ионов 0Н . У анода будет идти выделение кислорода и накопление ионов Н+. В то же время в катодное пространства будут приходить ионы а в анодное — ионы ЗО . Таким образом, раствор во всех его частях будет оставаться электронейт-ральным. Однако в катодном пространстве будет накапливаться щелочь, а в анодном — кислота. [c.294] Вернуться к основной статье