Слайд 1ЭЛЕКТРОЛИЗ
Совокупность окислительно-восстановительных процессов, происходящих у катода и анода при пропускании
постоянного электрического тока через раствор или расплав электролита, называется электролизом.
При
пропускании через электролит электрического тока, катионы движутся к катоду, а анионы к аноду.
На катоде протекает процесс восстановления, а на аноде процесс окисления
Например, раствор СuС12 : СuС12↔ Сu2+ + 2С1-
К(-) ← Сu2+ : Сu2+ + 2е = Сu0
(+)А ← 2С1- : → 2С1- - 2е = С12
При электролизе происходит превращение электрической энергии в химическую.
Слайд 2Порядок разряжения ионов на электродах при электролизе водных растворов
На катоде:
если
Еме > Ен2, то на катоде идет реакция:
Меn+ +
nе = Ме0
2) если Еме<-1,67 В, то на катоде идет реакция:
2Н2О +2е = Н2 + 2ОН-
3) если -1,67 В< Еме< Ен2, то на катоде идут реакции:
Меn+ + nе = Ме0
2Н2О +2е = Н2 + 2ОН-
Слайд 3На аноде:
Электрод инертный
(нерастворимый - золото, платина, графит).
1) окисляются бескислородные
кислотные остатки (С1-, S2- и др.)
2) кислород из воды: 2Н2О
–4е = 4Н+ + О2
Кислородсодержащие кислотные остатки (SO42- NO3- и др.). в растворах не окисляются
Электрод растворимый (металлический).
если Е анода<Е он- или Е других анионов в растворе:
происходит растворение анода
2) если Е анода ≈ Е он- или Е других анионов в растворе:
Идет и растворение анода и разряд имеющихся анионов.
Слайд 4Пример: Электролиз водных растворов КС1 и К2SО4 с нерастворимым анодом:
А)
К2SO4↔2К+ + SО42-
НОН↔Н+ + ОН-
Ек+/к = -2,925В < Ен+/н2, на катоде выделяется водород
К(-) 2Н2О +2е = Н2 + 2ОН-|2
На аноде выделяется кислород, т.к. эта соль кислородсодержащей кислотой. А(+) 2Н2О –4е = 4Н+ + О2|1
------------------------------------------------------------------------------
4Н2О + 2Н2О = 2Н2 + 4ОН- + 4Н+ + О2
2К2SO4 + 6 Н2О = 2Н2 + 4КОН + 2Н2SО4 + О2
Б) КС1 ↔ К+ + С1- НОН↔Н+ + ОН-.
Ек+/к = -2,925В < Ен+/н2, на катоде выделяется водород
К(-) 2Н2О +2е = Н2 + 2ОН-|1
На аноде окисляется ион хлора, т.к. эта соль бескислородной кислотой. А(+) 2С1- -2е = С12|1
------------------------------------------------------------------------------
2Н2О + 2С1- = Н2 + 2ОН-+ С12
2КС1 + 2Н2О = 2КОН + Н2 + С12
Слайд 5Электролиз расплава
На катоде:
Меn+ + nе = Ме0
На аноде:
Электрод инертный
(нерастворимый - золото, платина, графит).
окисляются кислотные остатки
Электрод растворимый (металлический).
если Еанода
в растворе:
происходит растворение анода
2) если Еанода ≈ Еаниона в растворе:
Идет и растворение анода и разряд имеющихся анионов
Слайд 6Например: Электролиз расплава СаС12 на:
а) инертном и б) медных
электродах.
А) инертные электроды: К(-) Са2+ + 2е = Са0
А(+) 2С1- - 2е = С120
Б) медный анод –растворимый: К (-) Са2+ + 2е = Са0
А (+) 2С1- - 2е = С120
(+) Сu0 –2е = Сu2+
Первый закон Фарадея: Массы веществ, выделившихся на катоде и аноде (или образовавшихся в катодном или анодном пространстве), пропорциональны количеству прошедшего через раствор или расплав электричества: m =kQ
k – электрохимический эквивалент:
k = Мэ/F, Q = It.
F число Фарадея (96485 Кл ≈ 96500Кл)
Слайд 7Второй закон Фарадея : равное количество электричества выделяют при электролизе
эквивалентные количества различных веществ.
Выход по току вещества -доля
общего количества электричества (в%), которая расходуется на выделение вещества:
Вi = Qi *100 /Q
Слайд 8Применение электролиза
1)Получение металлов из расплавов хлоридов металлов, т.к. они имеют
более низкие температуры плавления по сравнению с солями других кислот.
2)
Рафинирование (очистка) металлов: анод при рафинировании - очищаемый металл.
3) Для хлора, водорода, кислорода, фтора, растворов щелочей, пероксида водорода, перманганата калия, оксид марганца (IV) и др.
4) Для нанесения различных покрытий (хромирование, никелирование, меднение и др.). способности; ж) улучшение способности к пайке и др.
5) Для изменения формы и размеров, а также состояния поверхности металлических изделий.
