Химические представления о процессе электролиза

Электролиз. Коррозия металлов

Электролиз. Классификация процессов электролиза (растворов и расплавов, с растворимым и нерастворимым анодом). Процессы, протекающие у катода и анода. Области применение электролиза. Коррозия металлов и защита от неё.

Химические представления о процессе электролиза

Электролизом называют совокупность физи­ко-химических процессов, протекающих при прохождении через вещество электрического тока. В буквальном переводе термин "электролиз" означает "разложение электричеством". Как правило, электролиз проводится при постоянном электрическом токе, а веществом является раствор или расплав электролита.

В промышленности также используется электролиз под действием переменного тока или при одновременном пропускании постоянного и переменного токов. Химические изменения могут также происходить при прохождении электрического тока через вещество, находящееся в твёрдом или газообразном состоянии (например, химические реакции при грозовых разрядах), но такие процессы электролизом обычно не называют.

Главную роль в процессе электролиза играют эндотермические (DH>0) окислительно-восстановительные реакции, протекающие на поверхности электродов. Необходимая для их протекания энергия подводится от внешнего источника. Обычно этим источником является выпрямитель, питаемый от сети переменного тока.

Электролизёр (устройство, в котором проводят электролиз) состоит из ёмкости (ванны), заполненной раствором или расплавом электролита, и погружённых в неё электродов (как правило, твёрдых проводников первого рода). От внешнего источника электрод, называемый катодом, заряжается отрицательно, а электрод, называемый анодом, – положительно. Под действием электростатических сил катиона движутся к отрицательно заряженному электроду (катоду), анионы к положительно заряженному электроду (аноду). На поверхности электродов протекают окислительно-восстановительные реакции, в которых могут принимать участие растворённые или расплавленные вещества, растворитель, а также вещества, входящие в состав электродов.

Всю совокупность протекающих при электролизе процессов принято делить на две группы – первичные и вторичные процессы. К первичным процессам относят окислительно-восстановительные реакции, протекающие на поверхности электродов: окисление молекул или ионов растворённого вещества, или материала анода, на аноде; восстановление молекул или ионов растворённого вещества на катоде. К вторичным процессам относят перенос молекул или ионов растворённого вещества к электродам (диффузия, конвекция), разрушение гидратных комплексов участвующих в процессе электролиза веществ, внедрение образующихся на поверхности электрода веществ в кристаллическую решётку и др.