Вторник, 17.10.2017, 03:08Главная | Регистрация | Вход

Вход

  Поиск

Новости биологии

Наш опрос

Каких материалов вы бы хотели больше увидеть на сайте?
Всего ответов: 819

  Статистика


Онлайн всего: 6
Гостей: 6
Пользователей: 0

Теория к ОГЭ и ЕГЭ
Главная » 2017 » Июнь » 26 » Блок 1. Теоретические основы химии (часть 17)
16:27
Блок 1. Теоретические основы химии (часть 17)
Блок 1. Теоретические основы химии

1.4. Химическая реакция


1.4.9. Электролиз расплавов и растворов (солей, щелочей, кислот)

Электролизом называется несамопроизвольная химическая реакция, протекающая при пропускании постоянного тока через раствор или расплав электролита.
Простейшая установка для проведения реакции электролиза. Через раствор электролита пропускается постоянный электрический ток
К катоду (-) движутся катионы, а к аноду (+) – анионы

Закономерности катодного восстановления

Так как на катоде идет реакция восстановления, то в первую очередь должны реагировать наиболее сильные окислители, т.е. имеющие наиболее положительный электродный потенциал.
Для катодного восстановления при электролизе водного раствора электролита все окислители можно разделить на три группы.
1. Если соль содержит катион активного металла, электродный потенциал которых существенно более отрицателен, чем потенциал водородного электрода (в ряду напряжений до Аl). В водных растворах разряд этих ионов практически не происходит, так как на катоде происходит разложение только воды.
Kатод: 2H2O + 2e = H2 + 2OH
2. Если соль образована катионом неактивного металла (в ряду напряжений за водородом), то на катоде выделяется сам металл, а разряд катионов водорода не происходит.
Катод: Cu2+ + 2e = Cu
3. Если соль образована катионом металла, электродный потенциал которого мало отличается от водородного (они стоят в ряду напряжения между алюминием и водородом), то идут оба процесса, которые в сильной степени зависят от условий электролиз (плотности тока и т.д.). На катоде в этом случае мы будем писать оба процесса: и разложение воды, и выделение металла.
Kатод: 2H2O + 2e = H2 + 2OH
           Ni2+ +2e=Ni

Кроме того, выделение водорода на многих катодах идет с более высоким перенапряжением, чем перенапряжение разряда многих металлов. Так, например, для солей цинка сначала выделяется водород, а при больших плотностях тока только цинк.
В данном случае высокое водородное перенапряжение – явление положительное, т.к. из водных растворов удается выделить многие металлы, которые более активны, чем водород.

Закономерности анодного окисления

Характер реакций, протекающих на аноде, зависит как от присутствия молекул воды, так и от вещества, из которого сделан анод. Нерастворимые аноды (графит, платина) при электролизе сами не посылают электроны во внешнюю цепь, электроны посылаются в результате окисления анионов и молекул воды.
На аноде протекают реакции окисления восстановителей, поэтому в первую очередь на аноде должны реагировать наиболее сильные восстановители (имеющие меньший электродный потенциал).
1. На аноде разряжаются простые анионы (Cl , Br , I , S2-), кроме F .
Анод: 2Cl - 2e = Cl2
2. Сложные анионы и F сами не разряжаются, а происходит анодное окисление воды:
Анод: 2О – 4е = О2 + 4Н+
3. Если анод растворимый, то конкурируют три процесса:
а) Ме – ne = Men+ растворение (окисление) металла;
б) 2О – 4е = О2 + 4Н+ окисление воды;
в) Окисление анионов.
Наименьшим потенциалом обладает окисление металла, поэтому на аноде будет происходить именно этот процесс.
В случае электролиза CuCl2 с растворимым медным анодом будут происходить следующие процессы:
на аноде: Cu – 2e = Cu2+
на катоде: Cu2+ + 2e = Cu
Суммарная реакция 0=0, т.е. просто происходит перенос меди с анода на катод. Этот процесс называется рафинированием (очисткой) меди.
При электролизе расплавов воды нет, и будут разряжаться сами катионы и анионы.

Примеры
1. Электролиз СuSO4 = Cur2+ + SO42-
Медь – металл неактивный (φо= +0,34 В), поэтому на катоде идет только: разрядка катиона, а на аноде разрядка воды, т.к. анион SO42-сложный.
на катоде (-): Cu2+ + 2е = Cu; Cu2+ и Н2О
на аноде (+): 2О - 4е = О2 + 4Н+; SO42- и Н2О


Схема электролиза:
Для СuSO4 на аноде выделяется кислород, а на катоде медь.

2. Электролиз HCl
Н+ можно отнести к неактивным, поэтому на катоде идет разрядка катиона, а на аноде идет разрядка хлорид иона, т.к. анион простой.
На катоде: + + 2е = Н2; Н+ и Н2О
На аноде: 2Cl- - 2e = Cl2; Cl- и Н2О
Схема электролиза
2HCl = Н2 + Cl2

3. Электролиз NaOH
Натрий – активный металл (φо= -2,71 В), поэтому на катоде идет только разрядка вода, а на аноде тоже разрядка воды, т.к. анион ОН-сложный.
на катоде (-): 2О + 2е = Н2 + 2ОН-; Na+ и Н2О
на аноде (+): 2О - 4е = О2 + 4Н+; OH- и Н2О
Схема электролиза
2О = 2Н2 + О2
При электролизе гидроксида натрия на катоде выделяется в 2 раза больше газа (водорода), чем на аноде (кислорода).
Категория: ЕГЭ по химии | Просмотров: 18 | Добавил: konechnoya | Рейтинг: 0.0/0
Лотоцкая Елена © 2017 | Используются технологии uCoz
Некоторые файлы и информация, находящиеся на данном сайте, были найдены в сети ИНТЕРНЕТ, как свободно распространяемые, присланы пользователями сайта или найдены в альтернативных источниках, также использованы собственные материалы. Автор сайта не претендует на авторство ВСЕХ материалов. Если Вы являетесь правообладателем той или иной продукции или информации, и условия, на которых она представлена на данном ресурсе, не соответствуют действительности, просьба немедленно сообщить с целью устранения правонарушения.
Каталог@Mail.ru - каталог ресурсов интернет Наш сайт в каталоге manyweb.ru Союз образовательных сайтов Каталог сайтов Всего.RU GlavBoard.ru Top 100: Учеба, образование и науки Rambler's Top100 "YandeG" - рейтинг сайтов 3500 разработок для учителя Metodichka.org Банк Интернет-портфолио учителей