Электролиза расплавов и растворов солей, оснований, кислот. Коррозия металлов

При записи процессов электролиза составьте уравнения термической или электролитической диссоциации вещества, схему электролиза, электронные уравнения процессов, протекающих на электродах, уравнения побочных процессов в растворах электролитов при их электролизе, укажите первичные и вторичные процессы на электродах, приведите общее уравнение процесса электролиза раствора или расплава вещества (помните: металлы, находящиеся в ряду напряжений (активности) металлов от лития до алюминия из водных растворов на катоде не восстанавливаются; вместо них на катоде восстанавливается водород молекул воды).

Рассмотрим электролиз раствора KCI.

1. Электролитическая диссоциия соли: KCI → K⁺ + CI⁻,

частичная диссоциация воды: H₂O ↔ H⁺ + OH⁻,

молекулы воды – полярны: Н⁺ - ОН⁻.

2а). Процесс на катоде: H⁺OH^- + 1ē → H⁰ + OH⁻ - первичный процесс

окислитель

H⁰ + H⁰ → H₂ - вторичный процесс

2б). Процесс на аноде: СI⁻ - 1ē → C1⁰ – первичный процесс

восстановитель

СI⁰ + CI⁰ → CI₂ – вторичный процесс

3. Побочный процесс: K⁺ + OH⁻ → KOH

4. Общее уравнение процесса:

электрический ток

2KCI + 2H₂O H₂ + CI₂ + 2KOH.

 

При составлении уравнений электролиза растворов нужно пользоваться рядом стандартных электродных потенциалов металлов (приложение В) и помнить, что металлы, находящиеся в этом ряду до алюминия (включая и алюминий) не восстанавливаются на катоде из водных растворов, а металлы в ряду напряжений после алюминия до водорода восстанавливаются из водных растворов на катоде вместе с водородом. Металлы, стоящие в ряду стандартных электродных потенциалов после водорода, восстанавливаются на катоде из водных растворов (чем больше величина электродного потенциала металла, тем легче он восстанавливается на катоде).

Если к катоду или аноду подходят две или более частицы, то нужно помнить, что в любой окислительно-восстановительной реакции участвуют более сильный окислитель и более сильный восстановитель. Для их определения нужно воспользоваться значениями окислительно-восстановительных (электродных) потенциалов. Чем больше величина электродного потенциала, тем сильнее выражены окислительные свойства окислителя; чем меньше величина электродного потенциала, тем сильнее выражены восстановительные свойства восстановителя.

Если в справочнике нет данных для восстановителя, то можно воспользоваться следующим правилом: чем проще состав частицы, тем сильнее выражены ее восстановительные свойства, тем легче она окисляется на аноде при электролизе водного раствора.

5. При составлении уравнений электрохимической коррозии металлов нужно помнить, что более активный металл является анодом и окисляется (разрушается), а менее активный металл является катодом – на его поверхности в кислой среде восстанавливаются ионы водорода:

2H⁺+2⁻e→ H₂ (процесс с водородной деполяризацией), а в нейтральной среде молекулы кислорода:

O₂ + 2H₂O + 4ē → 4OH⁻ (процесс с кислородной деполяризацией).

 

Гидролиз солей

Гидролиз – реакция обменного разложения между водой и различными соединениями. Это частный случай процессов сольволиза соединений. Гидролиз протекает в водных растворах, в почве, при взаимодействии воды или водяных паров с твёрдыми, жидкими или газообразными веществами. Гидролизу подвержены химические соединения различных классов, в том числе соли, галогенпроизводные углеводородов, эфиры, жиры, углеводы, белки и другие соединения. Суммарный результат гидролиза может быть описан одной из схем:

АВ + НОН ↔ А⁺ + ОН^- + НВ,

АВ + НОН ↔ АОН + Н⁺ + В^-,

АВ + НОН ↔ АОН + НВ.

Детальный механизм гидролиза выяснен ещё недостаточно, для разных групп соединений он может быть различным.