Электролиз водного раствора хлорида меди

Хлорид меди в водном растворе диссоциирует

 

CuCl₂ Cu²⁺ + 2Cl^-

 

Пока напряжения на электродах нет, ионы находятся в хаотическом движении, при подаче напряжения, движение ионов становится направленным. Катионы меди движутся к катоду, а анионы хлора – к аноду.

 

На катоде (-): Cu²⁺ + 2e  Cu⁰

На аноде (+): 2Cl^- - 2e  Cl₂⁰

 

Выделяется свободная медь и газообразный хлор. Процесс присоединения электронов называется восстановлением, а процесс отдачи электронов – окислением, следовательно на катоде протекает процесс восстановления, на аноде - процесс окисления.

Электролиз водного раствора сульфата натрия

Сульфат натрия в водном растворе диссоциирует

 

Na₂SO₄  2Na⁺ + SO₄^2-

 

Так как натрий относится к первой группе металлов, то на катоде будет восстанавливаться водород из молекулы воды. На катоде выделяется водород, в прикатодном пространстве образуется гидроксид натрия.

 

На катоде (-): 4Н₂О + 4е  2Н₂ + 4ОН^-

 

SO₄^2- - анион кислородсодержащий, следовательно на аноде будет окисляться кислород из молекулы воды. На аноде выделяется кислород, в прианодном пространстве образуется серная кислота.

 

На аноде (+): 2Н₂О – 4е  О₂ + 4Н⁺

Таким образом, электролиз водного раствора сульфата натрия сводится к разложению воды на водород и кислород. В приведённых примерах используется инертный нерастворимый анод. В этом случае он выполняет единственную функцию – является передатчиком электронов.

Однако металлические аноды могут быть растворимыми. Растворимые аноды в растворах соответствующих солей под влиянием внешнего источника тока отдают свои собственные электроны и превращаются в положительно заряженные ионы, которые переходят в раствор

Me⁰ – nē → Meⁿ⁺

Кристаллическая решётка при этом разрушается. Такой процесс называется анодным растворением металла.

Электролиз водного раствора сульфата меди с медным анодом

Катодом является химически чистая электролитическая медь, а анодом - черновая медь.

На катоде (-): Cu²⁺ + 2e  Cu⁰ (восстанавливается из раствора).

На аноде (+): Cu⁰ - 2e  Cu²⁺  (окисляется, уходит в раствор).

Таким образом, здесь наблюдается перенос вещества анода на катод, что широко используется на практике в целях нанесения металлических покрытий или рафинирования металлов.

С количественной точки зрения электролиз описывается законами Фарадея. Количество вещества, окисленного или восстановленного на электроде может быть рассчитано по формуле 4

 

m = Э_*I_*t / 96500,                               (4)

 

где m – масса вещества, окисленного или восстановленного на электроде, г;  Э – масса эквивалента вещества, г; I - сила тока, А; t – время электролиза, с.

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться: