Электролиз растворов солей

Электролиз растворов солей

Тема электролиза довольна большая, формул в ней много и, как мне кажется, больше ее изучают на уроках физики... Я хочу рассмотреть ту часть, которая касается химии, и при этом только формат ЕГЭ -электролиз растворов солей.

Электролиз растворов солей

Для начала давайте представим себе систему, в которой происходит электролиз.

Электролиз — физико-химический процесс, состоящий в выделении на электродахсоставных частей растворённых веществ или других веществ, который возникает при прохождении электрического тока через раствор либо расплав электролита.

Электроды - это такие пластинки или стержни, опущенные в раствор, они подключены к источнику тока.

§ Анод - положительно заряженный электрод

§ Катод - отрицательно заряженный электрод

Мы будем рассматривать случай инертных электродов - т.е. они не будут вступать ни в какие химические реакции.

При пропускании электрического тока, вещество раствора будет претерпевать химические изменения, т.е. буду образовываться новые химические вещества. Они будут притягиваться к электродам следующим образом:

§ Неметаллы и их производны, анионы -к аноду

§ Металлы и их производный, катионы - к катоду

Теперь рассмотрим электролиз различных солей

Для этого нам понадобится ряд активности металлов \ электрохимический ряд напряжений:

Разберем сначала катионы:

§ Если металл стоит до Н, то вместо него электролизу подвергается вода:
2H₂O + 2е = H₂ + 2OH^– Образовавшийся водородH2 идет к катоду

§ Если металл стоит после Н, то он сам восстанавливается:
Cu²⁺ + 2е =Cu⁰ Медь осаждаетсяна катоде

Теперь анионы-кислотные остатки:

§ Кислородсодержащие кислотные остатки - вместо них электролизу подвергается вода:
2H₂O — 4e =O₂ + 4H⁺ Образовавшийся O2 выделяется на аноде

§ Бескислородные кислотные остатки - окисляются до простого вещества:
Cl⁻ — 1e =Cl2⁰ Хлор выделяется на аноде

Примеры:

1.1.Катион стоит в ряду до Н, кислотный остаток содержит кислород О:

K₂SO₄↔2K⁺+SO₄²⁻

K(-): 2H₂O + 2e = H₂ + 2OH⁻

A(+): 2H₂O — 4e = O₂ + 4H⁺

2H₂O (электролиз) → 2H₂ + O₂

1.2. Катион стоит в ряду до Н, кислотный остаток беcкислородный:

LiCl ↔ Li⁺ + Cl⁻

катод (-): 2H₂O + 2e = H₂ + 2OH⁻

анод (+): Cl⁻ — 1e = Cl⁰; Cl⁰+Cl⁰=Cl₂

2LiCl + 2H₂O(электролиз) → H₂ + Cl₂ +2LiOH

2.1. Катион стоит в ряду после Н, кислотный остаток содержит кислород О:

СuSO₄ ↔ Cu²⁺+SO₄²⁻

K(-): Cu²⁺ + 2e = Cu⁰

A(+): 2H₂O — 4e = O₂ + 4Н⁺

2CuSO₄ + 2H₂O(электролиз) → 2Cu + 2H₂SO₄ + O₂

2.2. Катион стоит в ряду после Н, кислотный остаток беcкислородный:

СuCl₂ ↔ Cu²⁺ + 2Cl⁻

катод (-): Cu²⁺ + 2e = Cu⁰

анод (+): 2Cl⁻ — 2e = 2Cl⁰

CuCl₂ (электролиз) →Cu + Cl₂