Электролиз (на примере электролиза расплава хлорида натрия и раствора хлорида меди (II)). Процессы, протекающие на катоде и аноде. Пр

Электролиз – окислительно-восстановительный процесс, происходящий на электродах при пропускании постоянного электрического тока через раствор или расплав электролита.

Катод – электрод, на котором при разложении вещества электрическим током происходит восстановление.
Анод – электрод, на котором происходит процесс окисления.
Положительные ионы — катионы (ионы металлов, водородные ионы, ионы аммония и др.) — движутся к катоду.
Отрицательные ионы — анионы (ионы кислотных остатков и гидроксильной группы) — движутся к аноду.

Процессы происходящие на катоде (смотри ряд напряжений металлов!)
Если катион электролита расположен в ряду напряжений в начале ряда по Al включительно, то на катоде выделяется H2.
Если катион электролита в ряду напряжений расположен между Al и H2, то на катоде выделяется металл (~90%) и H2.

3) Если катион электролита в ряду напряжений стоит после H2, то на катоде выделяется металл.

Процессы происходящие на аноде
При электролизе растворов солей безкислородных кислот (кроме HF (фторидов)) на аноде образуются простые вещества.
При электролизе раствора кислородосодержащих солей и фторидов на аноде выделяется О2.

Рассмотрим в качестве примера электролиз водного раствора хлорида меди на инертных электродах. В растворе находятся ионы Cu2+ и Cl-, которые под действием электрического тока направляются к соответствующим электродам:
CuCl2
↓
(-) Катод ← Cu2+ + 2Cl- → Анод (+) Cu2+ + 2e = Cu0 2Cl- - 2e = Cl2+
На катоде выделяется металлическая медь , на аноде — газообразный хлор.

Если в расплав хлорида натрия (NaCl), опустить электроды и пропускать постоянный электрический ток, то катионы Na+ будут двигаться к катоду (процесс восстановления), а анионы Cl- — к аноду (окисление).
NaCl(расплав)
↓
(-) Катод ← Na+ Cl- → Анод (+)
Na+ + e = Na0 Cl– – e = Cl0

Применение электролиза
Явление электролиза широко применяется в современной промышленности. В частности, электролиз является одним из способов промышленного получения алюминия, водорода, а также гидроксида натрия, хлора, хлорорганических соединений, диоксида марганца, пероксида водорода. Большое количество металлов извлекаются из руд и подвергаются переработке с помощью электролиза (электроэкстракция, электрорафинирование).

Электролизом пользуются для покрытия металлических предметов никелем, хромом, цинком, оловом, золотом и т.д.

Электролиз находит применение в очистке воды – удаление из нее растворимых примесей. В результате получается так называемая мягкая вода (по своим свойствам приближающаяся к дистиллированной).