Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Процессы на аноде




Для электролиза используют растворимые (активные) и нерастворимые (инертные) аноды. Во время электролиза растворимые аноды растворяются и ионы металла – анода переходят в раствор. Обычно растворимые аноды изготавливаются из того металла, соль которого подвергается электролизу.

Нерастворимые аноды в окислительно-восстановительных реакциях не участвуют. Обычно это аноды из графита, золота, платины. Первыми на аноде окисляются частицы с меньшим электродным потенциалом. Это, как правило, ионы не содержащие кислорода, такие как J-, Br- , Cl-, S2- и др. (исключение F-)

Кислородсодержащие кислотные остатки на аноде в водных растворах не окисляются, так как имеют очень высокий электродный потенциал. Вместо них окисляются молекулы воды:

2H2О - 4e- = O2 +4H+ (рH<=7)- нейтральная среда

4OH- - 4e- = 2H2O + O2 (рH>7)- щелочная среда

Рассмотрим несколько случаев электролиза водных растворов.

Пример 1:

Схема электролиза водного раствора хлорида меди с инертным анодом

CuCl2 = Cu2+ +2Cl-

H2O ↔ H+ + OH-

 

катод(-) Cu2+, H+(H2O) Cl-, OH- (H2O) (+)анод

Cu2+ + 2e- = Cu0 2Cl- - 2e- = Cl 2

Суммарное уравнение процесса: CuCl2→ Cu0 + Cl2

У меди потенциал больше нуля (е◦Cu/Cu2+ = +0,34В), поэтому на катоде восстанавливается металл, на аноде окисляется безкислородный кислотный остаток.

Пример 2:

Схема электролиза раствора сульфата калия с инертным анодом.

K2SO4 = 2K+ + SO42-

H2O ↔ H+ + OH-

катод(-) 2K+,H+(H2O) SО42-, OH(H2O) (+)анод

2H2O + 2e- = H2 + 2OH- 2H2O – 4e- = O2 + 4H+

Домножим катодный процесс на 2, чтобы уравнять количество электронов катодного и анодного процесса, суммируем уравнения и получим: 4H2O+2H2O = 2H2+4OH- + O2 + 4H+

6 H 2 O = 2H2+ O2 + 4H 2 O (4OH- + 4H+),

2H2O = 2H2+ O2

 

Так как калий в ряду стандартных электродных потенциалов стоит значительно раньше водорода, то на катоде идет восстановление водорода из воды и накопление ионов ОН-

У анода будет идти окисление молекул воды вместо кислородсодержащего кислотного остатка и накопление ионов Н+. Таким образом, в катодном пространстве вторичным продуктом будет щелочь, а в анодном – кислота.

 

 

Пример 3:

Электролиз водного раствора сульфата никеля с никелевым (активным) анодом.

NiSO4 = Ni2+ + SO42-

H2O ↔ H+ + OH-

катод(-) Ni2+, H+(H2O) SO42- , OH-(H2O) (+)анод

Ni2+ +2e- = Ni0 Ni – 2e- = Ni2+

 

e◦Ni/Ni2+ = -0,25B - больше потенциала восстановления ионов водорода из воды (2H2O + 2e- = H2 + 2OH-, e◦ 2H2O/ H2 + 2OH- = -0,41В) , поэтому восстанавливается никель, а на аноде происходит окисление металла анода, так как потенциал никеля намного меньше потенциала окисления воды (е◦2H2O/O2 + 4H+ = +1,23В) и потенциала кислородсодержащего кислотного остатка SO42-.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-10-15; Просмотров: 1100; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.01 сек.