Анодный процесс

Катодный процесс

Степень легкости, с которой разряжаются (присоединяют электроны) ионы металлов, определяется положением металлов в ряду напряжений. Чем левее стоит металл в ряду напряжений, чем больше его отрицательный потенциал (или меньше положительный потенциал), тем труднее при прочих равных условиях разряжаются его ионы (легче всего разряжаются ионы Аu³⁺, Ag⁺; труднее всего Li⁺, Rb⁺, K⁺).

1) при электролизе растворов солей металлов до алюминия включительно на катоде будет происходить восстановление водорода из воды:

2Н₂О +2ē = Н₂ + 2ОН^-

2) при электролизе растворов солей металлов, стоящих в ряду напряжений за водородом, на катоде происходит восстановление металла

3) при электролизе растворов солей металлов, расположенных между алюминием и водородом, на катоде будут восстанавливаться и металл и водород, но превалирует восстановление металла. Ионы водорода будут разряжаться легче, чем ионы всех металлов, предшествующих водороду в ряду напряжений. Однако ввиду ничтожной концентрации водородных ионов при электролизе у катода происходит выделение металла, а не водорода.

4) если в растворе одновременно находятся ионы нескольких металлов, то в первую очередь разряжаются ионы того металла, у которого отрицательный потенциал меньше (или положительный – больше). Например, из раствора, содержащего ионы Zn²⁺ и Cu²⁺, сперва выделяется металлическая медь.

При рассмотрении анодных процессов следует иметь в виду, что материал анода в ходе электролиза может окисляться. В связи с этим различают электролиз с инертным анодом и с активным анодом. Инертным анодом называют анод, материал которого не претерпевает изменений в ходе электролиза. В качестве материалов для инертного анода чаще всего применяют графит, уголь, платину. Активным называется анод, материал которого может окисляться в ходе электролиза.

1) при электролизе водных растворов бескислородных кислот и их солей у анода разряжаются анионы кислоты. В частности, при электролизе растворов галогенводородных кислот и их солей выделяется соответствующий галоген.

2) если электролизу подвергается соль кислородсодержащей кислоты или сама кислота (а также фтороводорода и фторидов), то происходит окисление молекул воды:

2Н₂О – 4ē = 4Н⁺ + O₂.

3) Особым образом протекает электролиз, когда анод сделан из того же металла, соль которого находится в растворе. В этом случае никакие ионы у анода не разряжаются, но сам анод постепенно растворяется, посылая в раствор ионы и отдавая электроны источнику тока.

4) в случае активного анода число конкурирующих окислительных процессов возрастает до трех: электрохимическое окисление воды, разряд аниона, электрохимическое окисление металла анода (анодное растворение металла). Из этих возможных процессов будет идти тот, который энергетически наиболее выгоден. Если металл анода расположен в ряду стандартных электродных потенциалов раньше обеих других электрохимических систем, то будет наблюдаться анодное растворение металла. В противном случае будет идти выделение кислорода или разряд аниона.

С количественной стороны процесс электролиза впервые был изучен англ. физиком Фарадеем, который в результате своих исследований установил следующие законы:

1. Масса образующегося при электролизе вещества пропорциональна количеству прошедшего через раствор электричества.

Дата добавления: 2013-12-12