Катодные процессы

Характер реакций, протекающих на катоде, обусловлен величиной стандартного электродного потенциала металла. Чем меньше значение электродного потенциала металла, тем труднее восстанавливаются его ионы на катоде. В первую очередь восстанавливаются ионы, имеющие наибольший положительный потенциал (более сильные окислители). При этом возможны три случая.

1. Катионы металлов с наиболее отрицательной величиной стандартного электродного потенциала (от Li⁺ до Al³⁺ включительно) на катоде не восстанавливаются, а происходит восстановление ионов водорода или молекул воды. В случае сильнокислой среды происходит следующая реакция: 2H⁺ + 2e → H₂

Если раствор имеет щелочную или нейтральную реакцию среды, происходит электрохимическое восстановление воды:

2H₂O + 2e → H₂ + 2OH^—

2. Катионы металлов с положительными значениями стандартных электродных потенциалов (находящиеся в ряду напряжений после водорода) при электролизе практически полностью восстанавливаются на катоде:

Meⁿ⁺ + ne → Me⁰

3. Катионы металлов средней части ряда напряжений (от Mn до H₂) при электролизе восстанавливаются одновременно с молекулами воды:

Meⁿ⁺ +ne → Me⁰

2 H₂O + 2e → H₂ + 2OH^—

Следует помнить, что из нескольких возможных параллельных электродных процессов преобладает тот, который требует меньшей затраты энергии, а это зависит от значений электродных потенциалов. На катоде будут восстанавливаться катионы металла или молекулы воды в порядке уменьшения величины стандартного электродного потенциала.