ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электролиз растворов и расплавов из "Общая химия" Электролизом называют совокупность химических процессов, которые протекают под действием электрического тока на электродах, погруженных в раствор или расплав электролита. [c.210] Электролиз проводят в специальных устройствах — электролизерах или электролитических ваннах (рис. 10.8). В раствор или расплав электролита погружают два токопроводящих электрода, которые соединяют с источником электрического тока. Под действием источника тока на одном из электродов создается избыток электронов (отрицательный электрод, обозначается знаком — ), на другом — недостаток электронов (положительный электрод, обозначается знаком + ). В электрическом поле ионы, имеющиеся в растворе или расплаве в результате диссоциации электролита, приобретают направленное движение катионы перемещаются к отрицательному электроду, анионы — к положительному. [c.210] Частицы из раствора или расплава (ионы, молекулы), находящиеся вблизи отрицательного электрода, принимают электроны, т. е. восстанавливаются. Электрод, на котором происходит восстановление, называется катодом. Частицы, находящиеся вблизи положительного электрода, отдают электроны, т. е. окисляются. Электрод, на котором протекает окисление, называется анодом. [c.210] Электролизу могут подвергаться и растворы, и расплавы веществ, в частности расплавы солей и щелочей. [c.210] Электролиз расплавов с инертным анодом. При электролизе расплавленной соли или щелочи с инертным анодом на катоде всегда восстанавливаются катионы металла, а на инертном аноде окисляются анионы кислотного остатка (электролиз расплава солей) или гидроксид-анионы (электролиз расплавов щелочей). Рассмотрим конкретные примеры электролиза расплавов с инертными анодами. [c.211] Таким образом, при электролизе расплава КС1 на катоде будет выделяться металлический калий, на аноде — хлор. [c.211] Таким образом, при электролизе расплавов солей и щелочей на катоде осаждается металл, что имеет важное практическое значение. [c.212] При электролизе водных растворов электролитов на электродах наряду с разряжением катионов и анионов или вместо них могут восстанавливаться или окисляться молекулы воды. [c.212] Чтобы определить, какие частицы участвуют в катодном процессе, удобно воспользоваться рядом стандартных электродных потенциалов (см. Приложение 5). В зависимости от значения электродного потенциала возможны три варианта протекания электролиза. [c.212] При этом большая часть из всего количества электричества затрачивается, как правило, на восстановление ионов металла. [c.212] Рассмотрим несколько примеров электролиза водных растворов электролитов с нерастворимыми анодами. [c.213] Суммарную реакцию в данном примере записать нельзя, так как неизвестно, какая часть из общего количества электричества затрачивается на восстановление воды, а какая — на разряд ионов никеля. [c.213] Электролиз с растворимым анодом. Иногда электролиз проводят с электродами из металлов, которые в ходе процесса могут окисляться (растворяться). В качестве таких электродов-металлов используются, например, медь, никель, кобальт, кадмий, олово. В этом случае на аноде происходит окисление металла, а процесс на катоде протекает так же, как и при электролизе растворов с инертными анодами. Следует только учитывать возможность появления в растворе новых катионов при окислении анода. [c.214] Таким образом, металл, растворяющийся на аноде (растворимый анод), снова осаждается на катоде. [c.214] В металлургии электролиз применяют для полученпя и очистки металлов. Например, электролизом водных растворов солей получают цинк, кадмий, марганец, никель, олово, железо. Этот метод широко используют для получения металлов высокой степени чистоты путем электролитической очистки технических металлов. Электролизом расплавов соединений получают алюминий, магний, натрий, кальций и другие металлы. [c.215] При очистке технических металлов используют метод электрорафинирования, основанный на электролизе с растворимым анодом (см. 10.2). Например, образец технической меди, подлежащей очистке, помещают в электролизер с раствором сульфата меди (И) и подключают к нему положительный полюс источника тока медь становится анодом. В качестве катода используется очищенная медь. В ходе электролиза техническая медь (анод) окисляется с образованием катионов меди(II), которые перемещаются к катоду и восстанавливаются. В результате на катоде осаждается чистый металл (электролитическая медь). [c.215] Кроме меди методом электрорафинирования очищают никель, кобальт, кадмий, а электрорафинированием в расплавах — алюминий и магний. [c.215] С помощью электролиза наносят металлические за щитные и декоративные покрытия из хрома, никеля, цинка, кадмия, меди и других металлов. Эта область применения электролиза называется гальваностегией. Электролиз применяют также для изготовления деталей требуемой формы (электрохимическая обработка металлов). [c.215] Вернуться к основной статье