* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки
Э
Таблица Примеры процессов электролиза растворов солей № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Реакция на Соль Na2SO4 Na2SO4 NaCl NaCl NaF NaF CuSO4 CuSO4 CuCl2 CuCl2 CuF2 CuF2 Анод катоде С Сu C Cu C Cu C Cu C Cu C Cu 2Н2О + 2е = Н2 + 2ОН— 2Н2О + 2е = Н2 + 2ОН— 2Н2О + 2е = Н2 + 2ОН— 2Н2О + 2е = Н2 + 2ОН— 2Н2О + 2е = Н2 + 2ОН— 2Н2О + 2е = Н2 + 2ОН— Сu2+ + 2е = Cu Сu2+ + 2е = Cu Сu2+ + 2е = Cu Сu2+ + 2е = Cu Сu2+ + 2е = Cu Сu2+ + 2е = Cu аноде 2Н2О — 4е = О2 + 4Н+ Cu — 2е = Cu2+ 2Cl— — 2е = Cl2 Cu — 2е = Cu2+ 2Н2О — 4е = О2 + 4Н+ Cu — 2е = Cu2+ 2Н2О — 4е = О2 + 4Н+ Cu — 2е = Cu2+ 2Cl— — 2е = Cl2 Cu — 2е = Cu2+ 2Н2О — 4е = О2 + 4Н+ Cu — 2е = Cu2+ 2H2O = O2 + 2H2 2H2O + Cu = H2 + Cu(OH)2 2H2O + 2NaCl = H2 + Cl2 + 2NaOH 2H2O + Cu = H2 + Cu(OH)2 2H2O = O2 + 2H2 2H2O + Cu = H2 + Cu(OH)2 CuSO4 + 2H2O = Cu + O2 + 2H2SO4 Сu2+ + Cu = Cu + Cu2+ CuCl2 = Cu + Cl2 Сu2+ + Cu = Cu + Cu2+ CuSO4 + 2H2O = Cu + O2 + 2H2SO4 Сu2+ + Cu = Cu + Cu2+ Zn2+ + 2e = Zn. 3. Если соль образована катионом металла, стоящим в ряду напряжений после водорода (имеющим больший окислительно-восстановительный потенциал, чем водород), на катоде идёт восстановление иона металла, напр.: Сu2+ + 2е = Cu. Продукты реакции на аноде зависят от природы электролита и от материала анода. Различают растворимые аноды (медь, серебро, цинк, никель и др.) и инертные (уголь, платина). Растворимый анод при электролизе сам растворяется, т. е. посылает электроны во внешнюю цепь, в то время как электролит остаётся в растворе неизменным, независимо от его природы, напр.: Cu — 2e = Cu2+, Ag — е = Ag+. Суммарная реакция
чем у алюминия), на катоде идёт восстановление водорода из воды, а не иона металла: 2Н2О + 2е = Н2 + 2ОН—.
2. Если соль образована катионом металла, стоящим в ряду напряжений между алюминием и водородом (имеющим меньший окислительно-восстановительный потенциал, чем водород, и больший, чем алюминий), на катоде идёт одновременное восстановление и водорода из воды, и иона металла, напр.: 2Н2О + 2е = Н2 + 2ОН—,
1
5 2 6 7
Продукты реакции на инертном аноде зависят от природы электролита: 1. Если соль образована бескислородным анионом (кроме фтора), то на аноде идёт окисление этого иона, напр.: 2Cl— — 2e = Cl2. 2. Если соль образована кислородсодержащим анионом, то на аноде идёт окисление кислорода из воды: 2Н2О — 4е = О2 + 4Н+. В процессах электролиза № 8, 10 и 12 реакции на катоде и аноде представляют собой противоположные процессы и на первый взгляд уничтожают друг друга. На самом деле
3
4
8
Схема электролитической ванны для получения алюминия: 1 — анодная шина; 2 — теплоизоляция; 3 — угольная набойка; 4 — катодная шина; 5 — глинозём; 6 — застывший электролит; 7 — расплавленный электролит; 8 — расплавленный алюминий
640