Электролиз. Законы Фарадея. Электролиз с растворимым и нерастворимым анодом(в расплаве и в растворе). Выход по току.Практическое применение

Электролиз. Законы Фарадея. Электролиз с растворимым и нерастворимым анодом (в расплаве и в растворе). Выход по току. Практическое применение.

ЭЛЕКТРОЛИЗ (от электро... и...лиз), совокупность процессов электрохимического окисления — восстановления, происходящих на погруженных в электролит электродах при прохождении электрического тока. Применяется для получения многих веществ (металлов, водорода, хлора и др.), при нанесении металлических покрытий (гальваностегия), воспроизведении формы предметов (гальванопластика)

Законы Фарадея. 1)Масса вещества, выделившаяся на электродах в результате катодной или анодной реакции, пропорциональна суммарному кол-ву электричества протекшего через электролит. M=kQ=kIt. 2)При пропускании одинакового кол-ва электричества через растворы разных электролитов на электродах, выделяется масса вещества пропорциональная электрохимическому эквиваленту. M₁/Э₁=М₂/Э₂=const.

Электролизом называют совокупность процессов, происходящих при прохождении постоянного электрического тока через расплав или раствор электролита. Восстановительные (катодные) и окислительные (анодные) процессы происходят в соответствии с величиной электродного потенциала.

На катоде легче восстанавливаются частицы с большим электродным потенциалом, на аноде легче окисляются частицы с меньшим электродным потенциалом.

При определении процессов, протекающих на катоде при электролизе водных растворов, следует помнить:

1. Легко восстанавливаются ионы металлов с положительными значениями электродных потенциалов.

2. Ионы металлов с умеренно отрицательными значениями потенциалов (Zn²⁺, Fe²⁺, Cd²⁺, Ni²⁺ и другие) восстанавливаются одновременно с восстановлением ионов водорода (в кислой среде) или воды (в нейтральной или щелочной среде):

2H⁺ + 2e^- H₂,

2H₂O + 2e^- H₂ + 2OH^-.

3. Ионы металлов с высокоотрицательными значениями электродных потенциалов (< -1.66 В, то есть от Li⁺ до Al³⁺ в ряду напряжений) ни при каких условиях не восстанавливаются при электролизе водных растворов.

При определении анодных процессов следует помнить:

1. При использовании металлических анодов (металлы с ⁰ < 0.8 В) окисляется материал анода:

Me⁰ - n e^- Meⁿ⁺.

2. На инертных электродах при электролизе водных растворов легко окисляются одноатомные бескислородные анионы (кроме F^-).

3. Кислородсодержащие анионы при электролизе водных растворов практически не окисляются. В этих случаях идет окисление воды:

2H₂O - 4 e^- O₂ + 4H⁺.