Заказ №38812

Какие процессы протекают при электролизе расплавов NaCl, KOH, CuCl2 , растворов K2SO4 , NiCl2 , Pb(NO3)2?

Решение:

Электролиз - окислительно-восстановительный процесс, протекающий на электродах при пропускании постоянного тока через систему, включающую электролит. Химические реакции, протекающие при электролизе, осуществляются при помощи энергии электрического тока, подведённого извне. Следовательно, при электролизе происходит преобразование электрической энергии в химическую. Процессы окисления и восстановления в этом случае протекают раздельно, т.е. на различных электродах. Электрод, на котором происходит восстановление, называется катодом, а электрод, на котором происходит окисление, - анодом. Катод подключён к отрицательному полюсу, и поэтому к нему движутся катионы, анод – к положительному полюсу, к нему движутся анионы. Минимальный потенциал (В), при котором процесс электролиза становится возможным, называется потенциалом (напряжением) разложения. Его находят вычитанием электродного потенциала катиона из соответствующего значения электродного потенциала аниона, единица измерения вольт (В). Не все вещества будут подвергаться электролизу при пропускании электрического тока. Существуют некоторые закономерности и правила. Катионы активных металлов Катионы менее активных металлов Катионы неактивных металлов Li+ , Cs+ , Rb+ , K + , Ba2+ , Sr2+ , Ca2+ , Na+ , Mg2+ , Be2+ , Al3+ Mn2+ , Cr3+ , Zn2+ , Ga3+ , Fe2+ , Cd2+ , In3+ , Tl+ , Co2+ , Ni2+ ,Mo4+ ,Sn2+ , Pb2+ Bi3+ , Cu2+ , Ag+ , Hg2+ , Pd3+ , Pt2+ , Au3+ Тяжело разряжаются (только из расплавов), в водном растворе электролизу подвергается вода с выделением водорода В водном растворе восстанавливается металл (при малой концентрации катионов в растворе — металл и водород) Легко разряжаются, и восстанавливается только металл Анионы кислородсодержащих кислот и фторид-ион Гидроксид-ионы; анионы бескислородных кислот (кроме F − ) PO4 3−, CO3 2−, SO4 2−, NO3 − , NO2 − , ClO4 − , F − OH− , Cl− , Br− , I − , S 2− 679 Тяжело разряжаются (только из расплавов), в водном растворе электролизу подвергается вода с выделением кислорода Легко разряжаются Используя закономерности электролиза для различных веществ запишем реакции процессов для заданных веществ. Электролиз расплавов. 1. Хлорид меди СuCl2 Рассмотрим электролиз расплава хлорида медиСuCl2, который диссоциирует на ионы Сu2+ и Cl⁻. CuCl2FCu2++2Cl– При подключении напряжения к электродам через расплав начинает протекать электрический ток. При электролизе расплава хлорида меди (II) электродные процессы могут быть выражены полуреакциями: на катоде (–): Сu2+ + 2e → Cu0 – катодное восстановление на аноде (+): 2 Cl–– 2e → Cl2– анодное окисление Общая реакция электрохимического разложения вещества представляет собой сумму двух электродных полуреакций, и для хлорида меди она выразится уравнением Cu2+ + 2 Cl–→ Cu + Cl2 2. Хлорид натрия NaCl Реакция диссоциации хлорида натрия в расплаве NaClFNa++Cl– При подключении напряжения к электродам через расплав начинает протекать электрический ток. При электролизе расплава хлорида натрия электродные процессы могут быть выражены полуреакциями: на катоде (–): Na+ + e → Na0 – катодное восстановление (с трудом) на аноде (+): 2Cl–– 2e → Cl2– анодное окисление Общая реакция электрохимического разложения вещества представляет собой сумму двух электродных полуреакций, и для хлорида натрия она выразится уравнением 2Na++2Cl–=2Na0+Cl2