Правила электролиза в водных растворах.

Работа с параграфом 19.

Прочитайте параграф и теория (см.ниже)

Окислительно-восстановительные реакции (ОВР)- это реакции, которые протекают с изменением степени окисления элементов, входящих в состав реагирующих веществ.Под степенью окисления элементов понимают условный заряд атома в молекуле, вычисленный, исходя из предположения, что все молекулы состоят только из ионов.

В ОВР всегда есть окислитель и восстановитель.Если атом или ион электроны отдаёт, то он окисляется и является восстановителем

Если атом или ион электроны принимает, то он восстанавливается и является окислителем

Число электронов отданных и принятых в ОВР всегда одинаково.

Электролиз.

Электролиз – окислительно-восстановительный процесс, протекающий в растворах и расплавах электролитов при прохождении постоянного электрического тока. В растворе или расплаве электролита происходит его диссоциация на ионы. При включении электрического тока ионы приобретают направленное движение и на поверхности электродов могут происходить окислительно-восстановительные процессы.

Анод – положительный электрод, на нём идут процессы окисления.

Катод– отрицательный электрод, на нём идут процессы восстановления.

I. Электролиз расплавов применяется для получения активных металлов, расположенных в ряду напряжений до алюминия (включительно).

К(-) Na⁺ + 1e Na⁰

A(+) 2Cl^- - 2e Cl₂⁰

2NaCl 2Na + Cl₂ (только при электролизе расплава).

Электролиз водных растворов протекает сложнее, так как на электродах в этом случае могут восстанавливаться или окисляться молекулы воды.

Алюминий получают электролизом раствора оксида алюминия в расплавленном криолите (Na₃AlF₆).

II. Электролиз водных растворов солей более сложен из-за возможного участия в электродных процессах молекул воды на катоде и на аноде.

Правила электролиза в водных растворах.

На катоде:

1. Катионы, расположенные в ряду напряжений металлов от лития до алюминия (включительно), а также катионы NН₄⁺ не восстанавливаются, вместо них восстанавливаются молекулы воды:

2Н₂О + 2е Н₂ + 2ОН^-

2. Катионы, расположенные в ряду напряжений после алюминия до водорода, могут восстанавливаться вместе с молекулами воды:

2Н₂О + 2е Н₂ + 2ОН^-

Zn²⁺ + 2e Zn⁰

3. Катионы, расположенные в ряду напряжений после водорода, полностью восстанавливаются:

Аg⁺ + 1е Аg ⁰

4. В растворах кислот восстанавливаются ионы водорода: 2Н⁺ + 2е Н₂⁰

На аноде:

1. Кислородосодержащие анионы и F^- – не окисляются, вместо них окисляются молекулы воды:

2Н₂О – 4е О₂ + 4Н⁺

2. Анионы серы, йода, брома, хлора (в этой последовательности) окисляются до простых веществ:

2Сl^- – 2е Сl₂⁰ S^2- - 2е S ⁰

3. В растворах щелочей окисляются гидроксид-ионы:

4ОН^- - 4е О₂ + 2Н₂О

4. В растворах солей карбоновых кислот окисляются анионы:

2 R - СОО^- - 2е R - R + 2СО₂

5. При использовании растворимых анодов электроны во внешнюю цепь посылает сам анод за счёт окисления атомов металла, из которого сделан анод:

Сu⁰ ­­­­­­­­­­­­- 2е Сu²⁺

Пример 1.AgNO₃ Ag⁺ + NO₃^-

K(-) Ag⁺ + 1e Ag⁰

A(+) 2H₂O – 4e O₂ + 4H⁺

4AgNO₃ + 2H₂O 4Ag + O₂ + 4HNO₃

Пример 2.BaCl₂ Ba²⁺ +2Cl^-

K(-) 2H₂O + 2e H₂ + 2OH^-

A(+) 2Cl^- - 2e Cl₂⁰

BaCl₂ + 2H₂O H₂ + Cl₂ + Ba(OH)₂

Выполните задания