Закономірності електролізу розчинів

Електроліз розчину має відміну від електролізу розплавів, тим, що в ньому процеси проходять дещо складніше. Це обумовлюється тим, що в електролізі розчину бере участь вода. Молекула води являє собою диполь, тобто вона має обидва «+» і «-» полюса. Тому молекули води переміщаються і до катода і до анода.

В результаті ми отримаємо на катоді: 2H2O + 2ē → 2OH- + H2;

  • на аноді: 2H2O – 4ē → O2 + 4H +.

Це означає, що при електролізі розчину молекули води змагаються за відновлення на катоді і окислення на аноді з катіонами і аніонами, що утворюються при дисоціації електроліту. Результат цього процесу буде залежати від типу електроліту.

Розглянемо процеси, що відбуваються на катоді:

Процеси на катоді не залежить від матеріалу катода, а залежать тільки від типу катіона.

Якщо катіон солі є активним металом, що знаходиться в ряду напруг металів до алюмінію включно, то на катоді ми побачимо відновлення молекул води з виділенням водню: 2H2O + 2ē → 2OH- + H2;
Якщо катіон солі є металом середньої активності, що знаходиться в ряду активності від алюмінію до водню, то на катоді будуть одночасно відновлюватися і молекули води і катіони металу: 2H2O + 2ē → 2OH- + H2; Men + + ne → Me0;
Якщо в електроліті є катіон водню (кислота) або катіон малоактивного металу (сіль), то відновлюватися будуть тільки катіони електроліту, в разі кислоти: Men + + ne → Me0.

Розглянемо процеси, що відбуваються на аноді:

Процеси на аноді залежать і від матеріалу анода, і від аніону.

Якщо анод розчинний (матеріал анода залізо, мідь, срібло, цинк і все метали, які окислюються в процесі електролізу), то незалежно отаніона окислюється матеріал анода: Cu0 – 2e → Cu2 +

Якщо анод нерозчинний, тобто інертний (вугілля, графіт, золото, платина), то

  • При електролізі розчинів солей безкисневих кислот (за винятком F-), то на аноді йде процес окислення аніону. Наприклад: S2- – 2e → S0;
  • При електролізі розчинів лугів, то на аноді окислюються гідроксо групи: 4ОН- – 4ē → 2H2O + O2;
  • При електролізі розчинів солей оксокислот і фторидів, за винятком органічних кислот, то окислюються молекули води та виділяється кисень: 2H2O – 4ē → O2 + 4H +.
Посилання на основну публікацію