Электролиз расплавов и растворов

Электролиз расплавов и растворов

Электролиз-это совокупность окислительно-восстановительных процессов,протекающих при прохождении постоянного электрического тока через раствор или расплав электролита с погруженными в него электродами

Катод-это отрицательно заряженный электрод -он обозначается K(-)
Анод – это положительно заряженный электрод- он обозначается A(+)

Под действием электрического тока ионы приобретают направленное движение, т.е. катионы движутся к катоду ,а анионы движутся к аноду
CuCL2
Cu2+
+
2Cl-
При электролизе за счет электрической энергии протекают химические реакции :восстановление
на катоде и окисление на аноде

Английский физик и химик,
один из основателей электрохимии
В конце 18 века он приобрел репутацию хорошего химика.
В первые годы XIX века Дэви увлекся изучением действия электрического тока на различные вещества, в том числе на расплавленные соли и щелочи

Первые его работы в области электрохимии были посвящены изучению действия электрического тока на химические соединения.
Он показал, что электрический ток вызывает разложение (электролиз) кислот и солей.
Дэви получил электролизом два новых металла из расплавов их соединений - калий и натрий
Тридцатилетний ученый сумел в течение двух лет получить также в свободном виде еще ранее неизвестные металлы: барий, кальций, магний и стронций.
Это стало одним из самых выдающихся событий в истории открытия новых металлов

Сущность электролиза изображают с помощью схемы , которая
показывает диссоциацию электролита, направление движения ионов, процессы на электродах и выделяющиеся вещества
NaCl  Na+ + CL-
K(-)
A(+)
Na+ + 1e-=Na0
2Cl- -2e-=CL2o
2NaCL 2Na + Cl2

Электролиз расплава NaBr
I. В расплаве электролита присутствуют только ионы, образовавшиеся при его
диссоциации, они и участвуют в окислительно-восстановительном процессе

Электролиз расплава NaOH

II. Электролиз водного раствора электролита
В отличии от расплава в растворе электролита кроме ионов, получившихся при его диссоциации, присутствуют еще и молекулы
воды, а также ионы H+ и OH-

MnZnCrFeCoNiSnPb
Если у катода накапливаются катионы металла (стоящего в ряду напряжений после H2), то восстанавливаются ионы металла
Cu2++2e-=Cu0
2) Если у катода накапливаются катионы металла,стоящего в начале ряда напряжений
(по AL), то восстанавливаются ионы водорода из молекул воды вместо катиона данного металла
2H2O + 2e- = H2 + 2OH-
LiKBaCaNaMg
H2
CuAgHgAu
Al

3) Если у катода накапливаются катионы металла,который расположен в ряду напряжений (после AL и до H2),то будут протекать два процесса: восстановление иона металла и ионов водорода из молекул воды
Zn2+ +2e-=Zn0
2H2O +2e-=H2 +2OH-
4) Если в растворе смесь катионов разных металлов, то сначала восстанавливается менее активный
5) При электролизе раствора кислоты на катоде восстанавливаются катионы водорода
2H+ +2e-=H20
LiKBaCaNaMgAl
MnZnCrFeCoNiSnPb
H2
CuAgHgAu

Последовательность разрядки анионов на аноде зависит от природы аниона:
1) При электролизе растворов солей бескислородных кислот( кроме фторидов)
окисляются анионы кислотных остатков
2CL- - 2e-=CL2
F-, NO3-, SO42-, OH-, CL-, S2- , Br-, I-
Восстановительная активность анионов усиливается

3) При электролизе растворов щелочей окисляются гидроксид-ионы
4OH- -4e-=O2 +2H2O
2) При электролизе растворов солей
кислородосодержащих
кислот и фторидов идет процесс окисления гидроксид-ионов
из молекул воды
2H2O – 4e- =O2 +4H+

А знаете ли
вы, что…..
Современную жизнь без электролиза представить
себе уже невозможно….

Применение электролиза
Электролизом расплавов природных соединений получают активные металлы
(K, Na,Be,Ca,Ba …)
Электролизом растворов солей получают-
Zn, Cd, Co…..
Электролиз используют для получения -
F2, CL2, H2, O2, NaOH и ….

Но…..уже в середине XIX века некоторые химики указывали на то, что алюминий можно получать путем электролиза. В 1854 году Роберт Бунзен – немецкий химик-экспериментатор получил алюминий путем электролиза расплава хлористого алюминия (AlCl3)
Сегодня в 21 веке невозможно представить нас без алюминия.
Этот блестящий легкий металл, прекрасный проводник электричества, получил в последние десятилетия самое широкое применение в различных отраслях производства.
И получают его много электролизом давно по отработанной технологии…

При помощи электролиза монету можно покрыть тонким слоем многих металлов .
Но первом фото монета покрыта слоем цинка , на втором эта же монета , но она уже золотая , а на третьем фото она стала опять медной с красивым оттенком .
Это одна и та же монета – копеечка 1924 года .
ЭТО ИНТЕРЕСНО…..

Проверь себя
При электролизе водного раствора хлорида лития (LiCL) на аноде в результате электролиза образуется:
1) хлор
2) литий
3) кислород
4) водород

Проверь себя
При электролизе водного раствора сульфата
меди (II) ( CuSO4) на катоде выделится:
А) кислород
Б) водород
В) медь
Г) сера

Проверь себя
Установите соответствие между формулой соли и
продуктом,образующимся на инертном аноде при электролизе ее водного раствора
Формула соли
Продукт на аноде
А) NiSO4
Б) NaCLO4
В) LiCL
Г) RbBr
1) S
2) SO2
3) CL2
4) O2
5) H2
6)Br2

Проверь себя
Установите соответствие между формулой вещества и продуктом, образующимся на катоде при электролизе его водного раствора
Формула вещества
Продукт реакции
А) Ca(OH)2
Б) AgNO3
В) AL(NO3)3
Г) HNO3
1) Ag, H2
2) Ca
3) O2
4) Ag
5) AL
6)H2

Проверь себя
Установите соответствие между названием вещества и способом его получения
Название вещества
Получение электролизом
А) Никель
Б) Натрий
В) Алюминий
Г) Бром
2) Раствора KBr
3) Раствора AL(NO3)3
4) Раствора Na2SO4
5) Раствора NiSO4
6) AL2O3 в расплавленном криолите
1) Расплава NaOH