Электролиз расплава хлорида натрия

 

Сначала, при расплавлении соли, происходит её ионизация (электролитическая диссоциация):

 

Na⁺С1^– → Nа⁺ + С1^–.

ионная пара

 

Далее, под действием электрического тока к катоду направляется положительно заряженный атом натрия – катион и получает с катода электрон, т. е. происходит восстановление:

 

К(–): Nа⁺ + е^– = Nа.

 

К аноду направляется отрицательно заряженный атом хлора – анион. Поскольку на аноде постоянно создаётся недостаток электронов, атом хлора отдаёт электрон, т. е. окисляется. Образующиеся электронейтральные атомы хлора образуют молекулу хлора:

А (+):

 

Суммарное, или общее, уравнение реакции электролиза получают, складывая уравнения полуреакций окисления и восстановления, для этого, если необходимо, умножают каждое из уравнений на коэффициент, уравнивающий число электронов, участвующих в катодном и анодном процессах.

 

2NaCl = 2Na + Cl₂↑.

 

Восстановительное и окислительное действие электрического тока может быть во много раз сильнее химических восстановителей и окислителей. Не существует химического окислителя, который отнял бы у отрицательно заряженного атома (иона) фтора его электрон. Это осуществляется, однако, при электролизе расплава смеси безводного жидкого фтороводорода HF с фторидом калия KF или фторида состава KF * 2HF.

На графитовом аноде выделяется фтор:

 

2F^– – 2е^– = F₂,

 

а на катоде – водород:

 

2Н⁺ + 2е^– = Н₂

 

2HF H₂↑ + F₂↑.

 

Электролиз расплава гидроксида калия

КОН → К⁺ + ОН^–

	К (–): К+ + е– = К А (+): 4ОН– – 4е– = О2 + 2Н2О	4 (процесс восстановления) 1 (процесс окисления)

 

4К⁺ + 4OН^– = 4К + O₂ + 2Н₂O

 

4КОН = 4К + O₂↑ + 2Н₂O.

 

Если электролизу подвергается расплав, содержащий несколько различных катионов, то последовательность их восстановления определяется соответствующими электродными потенциалами. Чем выше электродный потенциал катиона, тем раньше он начнёт восстанавливаться.

ЭЛЕКТРОЛИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

В электролизе водных растворов электролитов принимает участие и вода. В растворе находятся гидратированные ионы металла и кислотные остатки, а также молекулы воды и продукты её электролитической диссоциации.

Таблица 4

Ряд стандартных электродных потенциалов металлов

(металлы располагаются по возрастанию алгебраической

величины их нормальных электродных потенциалов)

Электрод	Окислительная форма	Усиление окислительных свойств
Fe2+	Ni2+	Sn2+	Pb2+	2H+	Cu2+	Ag+	Pt2+	Au
Восстановительная форма	Fe	Ni	Sn	Pb	2H	Cu	Ag	Pt	Au
Усиление восстановительных свойств
Е 0, В	–0,44	–0,25	–0,14	–0,13		+0,34	+0,80	+1,20	+1.52
Электрод	Окислительная форма	Усиление окислительных свойств
Li+	K+	Ca2+	Na+	Mg2+	Al3+	Mn2+	Zn2+	Cr3+
Восстановительная форма	Li	K	Ca	Na	Mg	Al	Mn	Zn	Cr
Усиление восстановительных свойств
Е 0, В	–3,04	–2,92	–2,87	–2,71	–2,37	–1,66	–1,18	–0,76	–0,74