Раствор хлорида натрия – NaCl, HOH

Составьте уравнения окислительно- восстановительных реакций, укажите: окислитель, восстановитель, процессы: окисление, восстановление. (Смотрите теорию урока № 44)

1) Mg + H₂SO₄ ------ MgSO₄ + H₂

2) Mg + O₂ ------ MgO

3) Li₂O + H₂O ----- LiOH

4) HgO ------ Hg + O₂

Тема урока: ПР № 46 «Электролиз»

Уважаемые студенты, изучите материал, затем перейдите к выполнению практического задания.

Электролиз

Теория

Перечень вопросов, рассматриваемых а теме:

Определение электролиза.

Электролиз расплава.

Электролиз растворов.

Применение электролиза.

Определение электролиза.

П родолжим изучение химических реакций.

Изучив данную тему «Электролиз» вы должны знать:

- какие реакции называются электролизом;

- какие вещества подвергаются электролизу;

- как происходит электролиз: а) расплавов, б) растворов различных электролитов;

- применение электролиза.

Электролиз - окислительно-восстановительные реакции, протекающие на электродах, если через раствор или расплав электролита пропускают постоянный электрический ток.

1. Электролизу подвергаются расплавы и растворы электролитов.

2. При электролизе химическая реакция осуществляется за счет энергии электрического тока, подводимой извне.

3. Электролиз проводят в особых приборах – электролизерах. Основные процессы протекают на электродах – катодах и анодах.

Электролиз расплава.

Рассмотрим протекание электролиза расплава на инертных электродах:

Электролиз расплава хлорида натрия:

Под действием электрического поля катионы Na⁺ движутся к катоду и принимают от него электроны.

Na⁺ +e = Na⁰- процесс восстановления.

Анионы Cl^– движутся к аноду и отдают электроны:

2Cl^- - 2e = Cl₂⁰- процесс окисления.

Суммарная реакция: 2NaCl ========2Na + Cl₂

На катоде выделяется металлический натрий, а на аноде – газообразный хлор.

Эта реакция является окислительно-восстановительной: на катоде всегд а идёт процесс восстановления, на аноде всегд а идёт процесс окисления.

Современный способ получения алюминия изобрели американец Ч.Холл и француз П.Эру в 1886 году из раствора оксида алюминия в расплавленном криолите. В результате чего стоимость алюминия резко упала: если в 1854 году стоимость 1 кг алюминия составила 1200 рублей, т.е. в 270 раз дороже серебра, то в 1899 году - 1 рубль.

3.Электролиз растворов

Электролиз растворов и расплава отличаются друг от друга.

В растворе соли кроме ионов металла и кислотного остатка присутствуют молекулы воды и ионы Н⁺ и ОН^- - продукты диссоциации воды. Поэтому при рассмотрении реакций на электродах необходимо учитывать возможность участия молекул воды в этом электролизе.

Для определения результатов электролиза водных растворов существуют следующие правила:

Процесс на катоде не зависит от материала катода, а зависит от положения металла в электрохимическом ряду напряжений.

1. Если катион электролита находится в начале ряда напряжений (по Al включительно), то на катоде идёт процесс восстановления воды (выделяется Н₂). Катионы металла не восстанавливаются, остаются в растворе.

2. Если катион электролита находится в ряду напряжений между алюминием и водородом, то на катоде восстанавливаются одновременно и ионы металла, и молекулы воды.

3. Если катион электролита находится в ряду напряжений после водорода, то на катоде идёт только процесс восстановления ионов металла.

4. Если в растворе находится смесь катионов разных металлов, то первым восстанавливается катион того металла, который имеет наибольшее алгебраическое значение электродного потенциала.

Катодные процессы в водных растворах солей.

Электрохимический ряд напряжений металлов
Li, K, Ca, Na, Mg, Al	Mn, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb	H2	Cu, Hg, Ag, Pt, Au
- не восстанавливается 2Н2О + 2ē = Н2↑ + 2ОН‾	+ nē = 2Н2О + 2ē = Н2↑ + 2ОН‾		+ nē =

Процесс на аноде зависит от материала анода и от природы аниона.

1. Если анод растворимый (железо, медь, цинк, серебро и все металлы, которые окисляются в процессе электролиза), то независимо от природы аниона всегда идёт окисление металла анода.

2. Если анод нерастворимый, т.е. инертный (уголь, графит, платина, золото), то:

А) при электролизе растворов солей бескислородных кислот (кроме фторидов) на аноде идёт процесс окисления аниона;

Б) при электролизе растворов солей кислородсодержащих и фторидов на аноде идёт процесс окисления воды (выделяется кислород); анион не окисляется, остаётся в растворе. При электролизе растворов щелочей идёт окисление гидроксид-ионов

Анодные процессы в водных растворах.

Анод	Кислотный остаток
	бескислородный	кислородсодержащий
Растворимый	Окисление металла анода - nē = анод раствор
Нерастворимый	Окисление аниона (кроме фторидов) - mē =	В щелочной среде: 4ОН‾ – 4ē = О2↑ + 2Н2О В кислой, нейтральной средах: 2Н2О – 4ē = О2↑ + 4Н⁺