Электролиз
за счет электрической энергии осуществляются химические реакции - восстановления катионов на катоде (-)
- окисления анионов на аноде (+),
которые не могут протекать самопроизвольно.
это совокупность окислительно-восстановительных процессов, протекающих на электродах при прохождении постоянного электрического тока через раствор или расплав электролита.
Сущность электролиза:
Электролиз расплавов
ХАРАКТЕРИСТИКА:
энергетически ёмкий (электролиты плавятся при очень высоких
температурах);
при плавлении разрушаются кристаллические решётки;
в расплаве беспорядочно двигаются не гидратированные ионы.
ПРИМЕНЕНИЕ:
Электролиз расплава солей или оксидов – для получения высокоактивных металлов (калия, алюминия и др.), легко вступающих во взаимодействие с водой.
Примеры электролиза расплавов
NaCl K(-): Na ++ 1e → Na0
A(+): 2Cl- - 2e → Cl2
2NaCl → 2Na + Cl2
2. FeF3 K(-): Fe3+ + 3e → Fe0 | 2
A(+): 2F- - 2e → F20 | 3
2FeF3 → 2Fe + 3F2
3. Na2SO4 K(-): 2Na+ + 2e → 2Na0 | 2
A(-): 2SO42- - 4e → 2SO3 + O2
2Na2SO4 → 4Na + 2SO3 + O2
4. Na2CO3 K(-): 2Na+ + 2e → 2Na0 | 2
A(-): 2CO32- - 4e → 2CO2 + O2
2Na2CO3 → 4Na + 2CO2 + O2
5. KOH K(-): K+ +1e → K0 | 4
A(+): 4OH- - 4e → O2 + 2H20
4KOH → 4K + O2 + 2H2O
процесс более энергетически выгодный, чем
электролиз расплавов
при электролизе как на аноде, так и на катоде могут
происходить конкурирующие процессы
при выборе наиболее вероятного процесса на аноде и катоде исходят из положения, что протекает та реакция, которая требует наименьшей затраты энергии.
Электролиз растворов
Ряд напряжений металлов
Li K Rb Ba Ca Na Mg Al| Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H| Cu Hg Ag Pt Au
Чем правее металл (больше алгебраическое значение электродного потенциала), тем меньше энергии расходуется на разрядку его ионов.
Если в растворе катионы Cu2+, Hg2+, Ag+, то последовательность выделения на катоде: Ag+, Hg2+, Cu2+ и только после исчезновения в растворе ионов металлов начнется разрядка ионов Н+.
Применение электролиза
получение щелочей, хлора, водорода, алюминия, магния,
натрия, кадмия
очистка металлов (меди, никеля, свинца)
защита от коррозии
© ООО «Знанио»
С вами с 2009 года.