Электролиз. Основные понятия. Электролиз расплавов солей

Электролиз – это окислительно-восстановительный процесс, протекающий на границе электрод-электролит, при прохождении электрического тока через раствор или расплав электролита.

При электролизе химическая реакция осуществляется за счет энергии электрического тока, подводимой извне, в то время как при работе гальванического элемента энергия самопроизвольно протекающей в нем химической реакции превращается в электрическую энергию.

На катоде будут восстанавливаться окисленные формы электрохимических систем, имеющих наибольший электродный потенциал, а на аноде будут окисляться восстановленные формы систем с наименьшим электродным потенциалом.

Упорядоченное движение ионов в проводящих жидкостях происходит в электрическом поле, которое создается электродами — проводниками, соединёнными с полюсами источника электрической энергии. Анодом при электролизе называется положительный электрод, катодом — отрицательный. Положительные ионы — катионы — движутся к катоду, отрицательные ионы — анионы — движутся к аноду.

Результат электролиза зависит от природы электролита и природы электрода.

Электролиз расплавов. Если в расплав электролита погрузить инертные электроды и пропустить постоянный электрический ток, то ионы будут двигаться к электродам: катионы – к катоду, анионы – к аноду.

Расплавы солей также проводят электрический ток. Рассмотрим электролиз расплава натрия хлорида. В расплаве натрия хлорида ионы движутся хаотически. Под действием электрического тока их движение становится упорядоченным. На катоде избыток электронов. Так, на катоде происходит восстановление катионов натрия: Na + + e-= Na0.

На аноде недостаток электронов. Итак, на аноде происходит окисление анионов хлора и выделяется хлор: 2Сl-- 2e = .

Суммарное уравнение электролиза расплава натрия хлорида следующее:

NaСl = Na + Cl2.

Натрий гидроксид в расплаве диссоциирует на катионы натрия и гидроксид-анионы. На катоде восстанавливаются катионы натрия. На аноде окисляются гидроксид-анионы.

На катоде: Na + + e-= Na0.

На аноде: 4ОН-- 4e-= 2Н2О + О02.

Продукты реакции - щелочной металл натрий, вода и газовать кислород. Суммарное уравнение реакции электролиза гидроксида натрия:

4NaОН = 4Na0 + 2Н2О + О02.