Электролиз растворов и расплавов веществ

• Электролиз – окислительно-восстановительная реакция в растворе или расплаве электролита под действием постоянного электрического тока.

• Электролиз расплава электролита:
  катод: Na⁺ + $\stackrel{-}{\mathrm{e}}$ → Na⁰; анод: $2{\mathrm{C}\mathrm{l}}^{-}-2\stackrel{-}{\mathrm{e}}\to {\mathrm{C}\mathrm{l}}_2^0$; суммарно: $2NaCl\stackrel{\mathrm{э}\mathrm{л}.\mathrm{т}\mathrm{о}\mathrm{к}}{\to }2{\mathrm{N}\mathrm{a}}^0+{\mathrm{C}\mathrm{l}}_2^0$. 

• При электролизе водных растворов электролита на катоде катионы восстанавливаются в порядке уменьшения электродного потенциала:

  • катионы малоактивных металлов (${\mathrm{C}\mathrm{u}}^{2+}$ … ${\mathrm{A}\mathrm{u}}^{3+}$): ${\mathrm{C}\mathrm{u}}^{2+}+2\stackrel{-}{\mathrm{e}}\to {\mathrm{C}\mathrm{u}}^0$

  • катионы металлов средней активности (${\mathrm{M}\mathrm{n}}^{2+}$ … ${\mathrm{P}\mathrm{b}}^{2+}$):
    ${\mathrm{F}\mathrm{e}}^{2+}+2\stackrel{-}{\mathrm{e}}\to {\mathrm{F}\mathrm{e}}^0$ и $2{\mathrm{H}}_{2}O+2\stackrel{-}{\mathrm{e}}\to {\mathrm{H}}_2^0+2O{\mathrm{H}}^{-}$

  • катионы активных металлов (${\mathrm{L}\mathrm{i}}^{+}$ … ${\mathrm{A}\mathrm{l}}^{3+}$) не восстанавливаются из водных растворов, на катоде восстанавливается вода:
    

    $2{\mathrm{H}}_{2}O+2\stackrel{-}{\mathrm{e}}\to {\mathrm{H}}_2^0+2O{\mathrm{H}}^{-}$

• Анод, изготовленный из металла (кроме Au и Pt), называется активным (растворимым), в ходе электролиза он окисляется: ${\mathrm{C}\mathrm{u}}^0-2\stackrel{-}{\mathrm{e}}\to {\mathrm{C}\mathrm{u}}^{2+}$

• На инертном аноде (С, Au, Pt) окисляются бескислородные анионы (кроме ${\mathrm{F}}^{-}$):

$$2{\mathrm{C}\mathrm{l}}^{-}-2\stackrel{-}{\mathrm{e}}\to {\mathrm{C}\mathrm{l}}_2^0$$

• Кислородсодержащие анионы (${\mathrm{S}\mathrm{O}}_4^{2-}$, ${\mathrm{N}\mathrm{O}}_3^{-}$) и ${\mathrm{F}}^{-}$ на аноде не окисляются. Происходит окисление молекул воды: $2{\mathrm{H}}_{2}O-4\stackrel{-}{\mathrm{e}}\to {\mathrm{O}}_2+4{\mathrm{H}}^{+}$

• Электролизом получают особо чистые металлы, газы, наносят металлические покрытия, изготовляют точные копии поверхностей, очищают воду.