Это правильный мен го расул маган пракашка жасап керек емес болды тауып бершы паже менде ашылмаиды мен жбергем сиз мені заблокировать етип табыс қаласы ретінде табыс қаласы ретінде табыс мен го расул маган пракашка жасап бересызбе мен го расул маган пракашка жасап керек емес болды тауып алдым деп жаздым табыс қаласы ретінде табыс қаласы ретінде табыс қаласы мен жбергем сиз мени заблокировать етп тастады табыс қаласы ретінде табыс қаласы ретінде табыс қаласы ретінде табыс қаласы ретінде мен жбергем сиз мені заблокировать етип табыс мен го расул маган пракачка жасап
Електроліз – це окисно-відновний процес, який перебігає на електродах у розплаві чи розчині електроліту під дією постійного електричного струму. Електрод, з’єднаний з негативним полюсом джерела струму, називається катодом, а з’єднаний з позитивним полюсом – анодом. На катоді відбуваються процеси відновлення, а на аноді - окиснення.
Приклади розв’язування типових задач
Електроліз розплаву солей
Приклад 1 Які процеси окиснення-відновлення перебігають на катоді і на аноді при електролізі розплаву NaCl з графітовими електродами?
Розв’язування:
В розплаві NаСІ дисоціює на йони:
NаСІ → 2Na+ + 2Cl- .
Катіони під дією електричного струму будуть рухатись до катода і приймати від нього електрони (відновлюватись). На аноді буде відбуватися процес окиснення хлорид-йонів:
Таким чином, у результаті електролізу розплаву NaCl, одержують Na і Сl2.
Приклад 2 Які окисно-відновні процеси перебігають на інертних електродах при електролізі розплаву NaOH?
Розв’язування: У розплаві NaOH містяться Na+- і ОН--іони, які рухаються відповідно до катоду і аноду. Процеси, які перебігають при цьому, записують таким чином: NaОН → Na+ + ОН-.
Таким чином, біля катоду відновлюється натрій, а на аноді окиснюються ОН--іони (катодний і анодний простір – відокремлені!).
Електроліз у водному розчині
Внаслідок того, що вода може проявляти властивості як окисника, так і відновника, то при електролізі водних розчинів електролітів біля електродів можуть відновлюватися і окиснюватися не лише іони електроліту, а й сама вода. Це залежить від порівняльної величини електродних потенціалів води і іонів електроліту.
Приклад 3 Які процеси перебігають на електродах при електролізі водного розчину NaCl з графітовими електродами?
Розв’язування: В цьому розчині знаходяться йони Na і Cl у вигляді гідратованих йонів, а також вільні молекули води. Якщо система, в якій проводять електроліз, містить різні окисники (в даному випадку Na і Н2О), то на катоді буде відновлюватися найбільш активний із них, або – окиснена форма тієї електрохімічної системи, якій відповідає найбільше значення електродного потенціалу (за алгебраїчною величиною).
Порівняємо потенціали двох окиснених форм :
Na + 1 → Na; = -2,71 В
2H2O + 2 → H2 + 2OH ; = -0,81 В.
Отже, -0,81 В>-2,71 В. Це означає. що на катоді будуть розряджатися молекули води, а не йони натрію
2H2O + 2 → H2 + 2OH.
Аналогічно, за наявності в системі декількох відновників, на аноді буде окиснюватися найбільш активна із них, або – відновлена форма тієї електрохімічної системи, яка характеризується найменшим значенням електродного потенціалу. Наприклад:
2Cl → Cl2 + 2 = +1,36 В
2H2O → O2 + 4H + 4 = +1,23 В.
Отже, під час електролізу водних розчинів хлоридів можливий перебіг двох процесів на інертному аноді, так як вони мають близькі значення . Однак, в даному відбувається перший процес: 2Cl → Cl2 + 2, не дивлячись на те, що >, так як це зумовлено гальмівною дією матеріалу анода на другий процес. Таким чином, на катоді виділяється водень, а на аноді - хлор, а в катодному просторі накопичується NaOH. Склавши рівняння двох електродних процесів, одержують загальне рівняння процесу електролізу водного розчину NaCl:
NaCl → Na+ + Cl-
або в молекулярній формі 2NaCl + 2H2O → H2 + Cl2 + 2NaOH.
Приклад 4 Які процеси перебігають на електродах при електролізі водного розчину K2SO4 з інертними електродами?
Розв’язування: У водному розчині K2SO4 дисоціює на йони:
K2SO4 → 2K+ + SO
Так як катіони лужних металів не відновлюються у водних розчинах, то процес електролізу буде зводитись до катодного відновлення і анодного окиснення молекул води:
У навколо катодному просторі утворюється КОН, а біля анода H2SO4, але якщо катодний і анодний простори не розділені діафрагмою, то:
Н + ОН → H2O
Продуктами електролізу біля катоду є водень і ОН--іони, які з К+-іонами утворюють КОН, а біля аноду – виділяється кисень і Н+-іони, які з SO42--іонами утворюють Н2SO4 (при розділеному катодному і анодному просторах).
В цілому процес виражається рівнянням:
К2SO4 + 4Н2О 2Н2 + О2 + 2КOH + H2SO4
Якщо розчини біля катодного і анодного простору перемішують, то відбувається реакція нейтралізації: 2КOH + H2SO4 → К2SO4 + 2H2O і у результаті продуктами електролізу є лише Н2 і О2.
Приклад 5. Які процеси будуть відбуватися на електродах під час електролізу водного розчину сульфату цинку з інертними електродами.
Розв'язування: У водному розчині ZnSO4 будуть міститися такі йони:
Это правильный мен го расул маган пракашка жасап керек емес болды тауып бершы паже менде ашылмаиды мен жбергем сиз мені заблокировать етип табыс қаласы ретінде табыс қаласы ретінде табыс мен го расул маган пракашка жасап бересызбе мен го расул маган пракашка жасап керек емес болды тауып алдым деп жаздым табыс қаласы ретінде табыс қаласы ретінде табыс қаласы мен жбергем сиз мени заблокировать етп тастады табыс қаласы ретінде табыс қаласы ретінде табыс қаласы ретінде табыс қаласы ретінде мен жбергем сиз мені заблокировать етип табыс мен го расул маган пракачка жасап
Объяснение:
9 Електроліз
Електроліз – це окисно-відновний процес, який перебігає на електродах у розплаві чи розчині електроліту під дією постійного електричного струму. Електрод, з’єднаний з негативним полюсом джерела струму, називається катодом, а з’єднаний з позитивним полюсом – анодом. На катоді відбуваються процеси відновлення, а на аноді - окиснення.
Приклади розв’язування типових задач
Електроліз розплаву солей
Приклад 1 Які процеси окиснення-відновлення перебігають на катоді і на аноді при електролізі розплаву NaCl з графітовими електродами?
Розв’язування:
В розплаві NаСІ дисоціює на йони:
NаСІ → 2Na+ + 2Cl- .
Катіони під дією електричного струму будуть рухатись до катода і приймати від нього електрони (відновлюватись). На аноді буде відбуватися процес окиснення хлорид-йонів:
Таким чином, у результаті електролізу розплаву NaCl, одержують Na і Сl2.
Приклад 2 Які окисно-відновні процеси перебігають на інертних електродах при електролізі розплаву NaOH?
Розв’язування: У розплаві NaOH містяться Na+- і ОН--іони, які рухаються відповідно до катоду і аноду. Процеси, які перебігають при цьому, записують таким чином: NaОН → Na+ + ОН-.
Таким чином, біля катоду відновлюється натрій, а на аноді окиснюються ОН--іони (катодний і анодний простір – відокремлені!).
Електроліз у водному розчині
Внаслідок того, що вода може проявляти властивості як окисника, так і відновника, то при електролізі водних розчинів електролітів біля електродів можуть відновлюватися і окиснюватися не лише іони електроліту, а й сама вода. Це залежить від порівняльної величини електродних потенціалів води і іонів електроліту.
Приклад 3 Які процеси перебігають на електродах при електролізі водного розчину NaCl з графітовими електродами?
Розв’язування: В цьому розчині знаходяться йони Na і Cl у вигляді гідратованих йонів, а також вільні молекули води. Якщо система, в якій проводять електроліз, містить різні окисники (в даному випадку Na і Н2О), то на катоді буде відновлюватися найбільш активний із них, або – окиснена форма тієї електрохімічної системи, якій відповідає найбільше значення електродного потенціалу (за алгебраїчною величиною).
Порівняємо потенціали двох окиснених форм :
Na + 1 → Na; = -2,71 В
2H2O + 2 → H2 + 2OH ; = -0,81 В.
Отже, -0,81 В>-2,71 В. Це означає. що на катоді будуть розряджатися молекули води, а не йони натрію
2H2O + 2 → H2 + 2OH.
Аналогічно, за наявності в системі декількох відновників, на аноді буде окиснюватися найбільш активна із них, або – відновлена форма тієї електрохімічної системи, яка характеризується найменшим значенням електродного потенціалу. Наприклад:
2Cl → Cl2 + 2 = +1,36 В
2H2O → O2 + 4H + 4 = +1,23 В.
Отже, під час електролізу водних розчинів хлоридів можливий перебіг двох процесів на інертному аноді, так як вони мають близькі значення . Однак, в даному відбувається перший процес: 2Cl → Cl2 + 2, не дивлячись на те, що >, так як це зумовлено гальмівною дією матеріалу анода на другий процес. Таким чином, на катоді виділяється водень, а на аноді - хлор, а в катодному просторі накопичується NaOH. Склавши рівняння двох електродних процесів, одержують загальне рівняння процесу електролізу водного розчину NaCl:
NaCl → Na+ + Cl-
або в молекулярній формі 2NaCl + 2H2O → H2 + Cl2 + 2NaOH.
Приклад 4 Які процеси перебігають на електродах при електролізі водного розчину K2SO4 з інертними електродами?
Розв’язування: У водному розчині K2SO4 дисоціює на йони:
K2SO4 → 2K+ + SO
Так як катіони лужних металів не відновлюються у водних розчинах, то процес електролізу буде зводитись до катодного відновлення і анодного окиснення молекул води:
У навколо катодному просторі утворюється КОН, а біля анода H2SO4, але якщо катодний і анодний простори не розділені діафрагмою, то:
Н + ОН → H2O
Продуктами електролізу біля катоду є водень і ОН--іони, які з К+-іонами утворюють КОН, а біля аноду – виділяється кисень і Н+-іони, які з SO42--іонами утворюють Н2SO4 (при розділеному катодному і анодному просторах).
В цілому процес виражається рівнянням:
К2SO4 + 4Н2О 2Н2 + О2 + 2КOH + H2SO4
Якщо розчини біля катодного і анодного простору перемішують, то відбувається реакція нейтралізації: 2КOH + H2SO4 → К2SO4 + 2H2O і у результаті продуктами електролізу є лише Н2 і О2.
Приклад 5. Які процеси будуть відбуватися на електродах під час електролізу водного розчину сульфату цинку з інертними електродами.
Розв'язування: У водному розчині ZnSO4 будуть міститися такі йони:
ZnSO4 → Zn2+ + SO