Электролиз раствором и расплавов

Электролиз - изменение химического вещества под действием электрического тока. Различают электролиз растворов и электролиз расплавов.

В процессе электролиза участвуют два электрода: катод - отрицательно заряжен (положительные катионы "катятся" к катоды, так как разноименные заряды притягиваются), здесь происходит восстановление катионов, и анод - положительно заряженный электрод (на нем оседают анионы), здесь происходит процесс окисления.

Электролиз водных растворов солей

На катоде:

1. При электролизе соли, где катионом является металл, стоящий в ряду напряжений металлов левее алюминия (Li, Na, K, Rb, ..... Al) (включительно), на катоде вместо металла выделяется водород.

2. При электролизе соли, где катионом является металл, стоящий в ряду от алюминия до водорода (Mn, Zn, Cr,... H), восстанавливаются вместе с водородом (то есть выделяется и сам металл и водород).

3. При электролизе соли, где катионом является металл, стоящий в ряду после водорода, металл выделяется сам (Cu, Hg, Ag, Pt, Au). 

На аноде:

1. При электролизе водных растворов щелочей или кислородсодержащих кислот или их солей (при этом атомы неметалла в кислотном остатке должны быть в высшей степени окисления - нитрат-, сульфат-, перманганат-, фосфат-ионы), а еще фторидов, на аноде выделяются гидроксид-ион, молекула воды и кислород.

2. При электролизе солей бескислородных галогенводородных кислот (хлориды, бромиды, йодиды и т.д.), выделяется соответствующий галоген.

3. При электролизе водных растворов солей, содержащих кислотный остаток кислоты, где неметалл находится в промежуточной степени окисления, на аноде они окисляются сами до более высокой степени окисления (сульфиты, нитриты и т.д.).

 

При электролизе расплавов солей вне зависимости от природы ионов на аноде анионы, а на катоде - катионы, превращаются в соответствующие нейтральные молекулы. Например, при расплаве хлорида натрия на аноде выделяется газообразный хлор, а на катоде - натрий.

 

При электролизе растворов солей карбоновых кислоты происходит окисление анионов:

2R-СОО‾ - 2е —> R-R + 2СО2

Примеры: 

1. Напишем уравнение гидролиза расплава сульфата натрия

2Na2SO4 =(электролиз)= 4Na + O2 + 2SO3

2. Электролиз раствора сульфата меди

2CuSO4 + 2H2O =(электролиз)= 2Cu↓ + 2H2SO4 + О2↑

3. Электролиз раствора хлорида калия

2KCl + 2H2O =(электролиз)= H2↑ + Cl2↑ + 2KOH