Электролиз расплава соли. Ряд разряжаемости катионов и анионов. Области практического применения электролиза.

Эл-з р-ров солей.В р-рах солей, помимо гидратированных катионов и анионов элек­тролита, присутств растворитель - вода, к-рая мож проявлять св-ва ок-ля за счет водорода в степени ок-я +1 либо восст-ля за счет кислорода в степени ок-я -2.

Н₂О – ок-ль: 2Н⁺+2ẽDН₂ (рН<7); 2Н₂О+2ẽDН₂+2ОН^-- (рН≥7)

φ_Н+/Н2=φ^о_Н+/Н2+RTln[H⁺]/nF=0+0,059·lg[H⁺]²/2= -0,059pH

Ок-восст потенциал «водор электрода» завис от рН:

рН=0 → φ_Н+/Н2=0В; рН=7→ φ_Н+/Н2= -0,41В; рН=14→ φ_Н+/Н2= -0,82В

Н₂О – вос-ль: 2Н₂О -4ẽDО₂+4Н⁺ (рН≤7); 4ОН^-- -4ẽDО₂+2Н₂О (рН>7)

φ_О2/Н2О=φ^о_О2/Н2О+0,059·lg[H⁺]⁴/4=1,23 -0,059pH

Ок-восст потенциал «кислородн электрода» завис от рН:

рН=0→ φ_О2/Н2О=1,23В; рН=7→ φ_О2/Н2О=0,82В; рН=14→ φ_О2/Н2О=0,41В

Если в р-ре электролита присутств несколько ок-лей и несколько восст-лей, осущ-ся тот процесс, к-рый хар-ся наим потенциалом разлож. Т.е. на катоде восст-ся ок-ль с наиб суммар­н знач-ем ок-восст потенциала и перена­пряжения, а на аноде ок-ся восст-ль с наим суммар­н знач-ем ок-восст потенциала и перена­пряжения.

Ряд разряжаемости катионов на катоде.По хар-ру процессов, протек на катоде, при эл-зе вод­н р-ров катионы Ме можно подразделить на 3 группы: 1)катионы активных Ме (от Li⁺ до Мn²⁺ ) не проявляют ок св-в в водн р-рах, и на катоде при эл-зе вод р-ров солей мож протекать только восст-е воды, т.к. φ_Ме+/Ме<<φ_Н+/Н2; катодн р-ция: 2Н₂О+2ẽ→ Н₂+2ОН^--. 2)катионы Ме средн активности (от Zn²⁺ до Н)проявляют ок св-ва, сравнимые со св-вами ионов Н⁺, т.к. φ_Ме+/Ме≈φ_Н+/Н2. –→ на катоде протек 2 р-ции: 2Н₂О+2ẽ→ Н₂+2ОН^-- и Меⁿ⁺+nẽ→ Ме^о↓.

3)катионы неактивных Ме (от Н до Au³⁺) прояв более сильн ок св-ва, чем ион Н⁺, т.к. φ_Ме+/Ме>φ_Н+/Н2; катодн р-ция: Меⁿ⁺+nẽ→ Ме^о↓.

Ряд разряжаемости анионов на аноде. По способности разряж-ся на аноде при эл0зе водн р-ров анионы образ ряд разряж-ти: F^--, NO₃^--, SO₄^2-, PO₄^3-…OH^--, Cl^--, Br^--, I^--, S^2-

увелич-ся легкость разряда аниона на аноде

1)фторид-анионы и кислородосодержащ анионы эл-тов в высш степени ок-я (NO₃^--, SO₄^2-, и др) при эл-зе водн р-ров их солей не разряж-ся, на аноде протекает ок-е воды или гидроксид ионов: 2Н₂О -4ẽ→ О₂+4Н⁺, 4ОН^-- -4ẽDО₂+2Н₂О

2)галогенид-анионы (Cl^--, Br^--, I^--) разряж-ся на аноде до галогенов легче, чем вода, поэтому при эл-зе р-ров их солей на аноде вода не ок-ся и протек р-ции: 2Cl^-- -2ẽ→ Cl₂, 2Br^---2ẽ→ Br₂, 2I^---2ẽ→ I₂