Определение продуктов электролиза

Для определения продуктов электролиза растворов электролитов необходимо:

1) написать уравнение реакции диссоциации электролита;

2) определить, какие ионы смогут принять участие в катодном анодном процессах;

3) установить по величине φ⁰Меⁿ⁺/ Me (приложение), к какой группе относятся катионы электролита и написать уравнение катодного процесса;

4) отметить материал анода и решить вопрос об участии материала анода в окислительном процессе. Если анод из инертного материала, то для обоснования реального анодного процесса надо обратить внимание на природу аниона и сделать соответствующие выводы;

5) указать вторичные продукты электролиза.

Рассмотрим электролиз раствора сульфата калия с графитовыми электродами:

K₂SO₄ → 2K⁺ + SO₄ ^2-

(H₂O)

«–» Катод ← К⁺ SO₄^2- → Анод «+»

H₂O H₂O

φ⁰ _K⁺ _{/ K} = -2,925В < φ⁰Al⁺ / Al, следовательно, ионы К⁺ относятся 1-ой группе катионов и на катоде происходит выделение водорода:

К «-» 4Н₂О +4е^- → 4Н⁰ + 4ОН^- – первичный процесс;

4Н → 2Н₂ – вторичный процесс.

Анод из графита окислению не подвергаются. В растворе присутствуют ионы SO₄^2-, которые также не будут подвергаться электрохимическому окислению. Происходит выделение кислорода:

А «+» 2Н₂О – 4е^- → 4Н⁺ – 2О^- – первичный процесс;

2О → О₂ – вторичный процесс.

На катоде выделится водород, а на аноде – кислород, следовательно происходит электрохимическое разложение воды. Вблизи катода образуется гидроксид калия, а вблизи анода – серная кислота.

Электролиз раствора нитрата никеля с никелевым анодом:

Ni(NO₃)₂ > Ni²⁺ + 2NO₃^-

(Н₂О)

«–» Катод ← Ni²⁺ NО₃^- → Анод (Ni) «+»

Н₂О Н₂О

φ⁰ _Ni²⁺ _{/ Ni} = -0,25 В, следовательно, ионы никеля относятся ко второй группе катионов, поэтому на катоде происходит выделение никеля:

К «-» Ni²⁺ + 2е^- → Ni.

Поскольку φ⁰ _Ni²⁺ _{/ Ni} = -0,25 В < φ⁰ _O² _{/ Н2О} = 0,82 В при рН=7, то на аноде происходит окисление никеля:

А «+» Ni⁰ – 2е^- → Ni²⁺.

Этот процесс применяется для получения электролитически чистого никеля.