Электролиз расплавов. Процессы на катоде и аноде
В гальваническом элементе окислительно-восстановительная реакция сама даёт электрический ток. При электролизе всё наоборот: ток от внешнего источника заставляет идти реакцию, которая сама не пошла бы, — например, разложение хлорида натрия на натрий и хлор. Так получают самые активные металлы, хлор, щёлочи, водород, очищают медь и наносят металлические покрытия.
Катод и анод
Электролиз — окислительно-восстановительный процесс, протекающий на электродах при прохождении постоянного тока через расплав или раствор электролита. Отрицательный электрод — катод: к нему движутся катионы, и на нём идёт восстановление (частицы принимают электроны). Положительный электрод — анод: к нему движутся анионы, на нём идёт окисление (частицы отдают электроны). Число электронов, принятых на катоде, равно числу отданных на аноде.
Электролиз расплавов
В расплаве нет воды, поэтому на электродах разряжаются только ионы самого вещества: на катоде — катион металла, на аноде — анион.
| Расплав | Катод | Анод | Суммарно |
|---|---|---|---|
| хлорид натрия | \(\ce{Na+ + e- -> Na}\) | \(\ce{2Cl- - 2e- -> Cl2 ^}\) | \(\ce{2NaCl -> 2Na + Cl2 ^}\) |
| гидроксид натрия | \(\ce{Na+ + e- -> Na}\) | \(\ce{4OH- - 4e- -> O2 ^ + 2H2O}\) | \(\ce{4NaOH -> 4Na + O2 ^ + 2H2O}\) |
| хлорид магния | \(\ce{Mg^{2+} + 2e- -> Mg}\) | \(\ce{2Cl- - 2e- -> Cl2 ^}\) | \(\ce{MgCl2 -> Mg + Cl2 ^}\) |
| оксид алюминия в криолите | \(\ce{Al^{3+} + 3e- -> Al}\) | \(\ce{2O^{2-} - 4e- -> O2 ^}\) | \(\ce{2Al2O3 -> 4Al + 3O2 ^}\) |
Электролизом расплавов получают металлы, которые нельзя выделить из водных растворов: литий, натрий, калий, кальций, магний, алюминий. Алюминий получают электролизом оксида алюминия, растворённого в расплавленном криолите \(\ce{Na3AlF6}\): чистый \(\ce{Al2O3}\) плавится при 2050 °C, а раствор в криолите — около 950 °C. Угольные аноды при этом сгорают в выделяющемся кислороде.
Закрепите теорию: 9 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.
Пройти урок arrow_forward