При электролизе водных растворов на ряду с разряжением катионов и анионов могут восстанавливаться и окисляться молекулы воды.
1. Если в растворе содержатся ионы Ме с потенциалом меньше — 1,18 В (К, Са, Аl), то они не будут восстанавливаться в водном растворе, т.к. процесс восстановления воды будет протекать намного легче: 2Н2О+2ē→Н2+ОН-.
2. Если в растворе содержатся ионы с потенциалом > 0 (Н+, Сu+, Ag+) то они легко восстанавливаются: Сu-2ē→Cu2+.
3. В растворе, содержащем ионы с потенциалам – от 1,18 до 0 при электролизе протекают процессы восстановления Ме и молекул Н2О.
На аноде протекают следующие процессы с участием анионов безкислородных кислот (Cl-, Br-) и гидрооксид анионов (ОН-):
2Cl — 2ē→Cl20
4ОН- — 4ē→2Н2О+О2
Рассмотрим электролиз на примере водного раствора CuCl2 с графитовым электроном. E0(Cu)=0.34В. (-)К Cu2++2ē→Cu0; (+)A 2Cl—2ē→Cl2.
В результате электролиза происходит образование меди и выделение Cl.
Электролиз водного раствора сульфата никеля (II).
NiSO4 →Ni2++SO42- E0(Ni)=-0.25;
На катоде будут происходить процессы восстановления катионов никеля и молекул воды. На аноде будет происходить процесс окисления воды.
(-)К Ni2+ + 2ē→Ni0; 2H2O + 2ē→KOH-+H2
(+)A 2H2O-4ē→4H++O2
Ni2++2H2O+2H2O →Ni+2OH-+H2+4H++O2
Ni2++2H2O →Ni+H2+O2
Если в растворе присутствует F-, SO-24, NO-3, CO2-3 и др. анионы, то окисление подвергается только вода E0(K)=-2.91.
В связи с тем, что калий имеет потенциал -2,91В. Катионы калия не будут восстанавливаться и нитрат ионы не будут окисляться. В растворе будет проходить процессы окисления и восстановления воды, а соль KNO3 будет служить для улучшения электропроводимости.
(-)К 2H2O+2ē→4ОH-+Н2 |2
(+)А 2H2O-4ē→4H++O2 |1
Т.е. данный процесс сводиться к электролизу воды
4H2O+2H2O→4OH-+2H2+4H++O2
2H2O→2H2+O2
Ваша оценка?
