Электролиз. Правила разряда ионов при электролизе. Процессы, протекающие на катоде и аноде при электролизе

Электро́лиз — физико-химический процесс, состоящий в выделении на электродах составных частей растворённых веществ или других веществ, являющихся результатом вторичных реакций на электродах, который возникает при прохождении электрического тока через раствор либо расплав электролита. Электрод, присоединенный к отрицательному полюсу источника тока, это катод. На катоде протекают процессы восстановления. В случае раствора электролита восстановлению могут подвергаться катионы металла, водорода (в случае кислых растворов) или молекулы воды (в иных случаях):

K(-) Mn+ + nē = M

2H+ + 2ē = H2

2H2O + 2ē = H2+ 2OH –

Для определения, какой именно процесс протекает на катоде, используют ряд напряжений металлов (или, в общем случае, ряд стандартных окислительно-восстановительных потенциалов). Если металл находится в ряду напряжений до цинка, при электролизе водного раствора его соли катионы металла на катоде не восстанавливаются, идет восстановление молекул воды. Если металл расположен в ряду напряжений после водорода, идет восстановление ионов металла.

Следует учитывать, что если металл имеет несколько характерных степеней окисления, то при электролизе возможно ступенчатое восстановление его ионов, например:

Fe3+ + ē = Fe2+

Fe2+ + 2ē = Fe

Анод – положительный электрод, на нем протекают процессы окисления. Окисляться может материал анода (металл), анионы (в том числе и гидроксид-ионы в случае растворов щелочей), молекулы воды (в иных случаях):

А(+) M – nē = Mn+

2Hal– –2ē = Hal2

4OH– – 4ē = O2 + 2H2O, 2H2O – 4ē = O2+ 4H+

На катоде в первую очередь разряжается тот ион, для разряда которого надо приложить наименьшее электроотрицательное значение потенцирования.

Согласно правилу разряда ионов на аноде разряжается тот ион, для разряда которого надо приложить наименьшее электроположительное значение потенцирования.

Дата добавления: 2015-04-24