Закономірності електролізу розчинів
Електроліз розчину має відміну від електролізу розплавів, тим, що в ньому процеси проходять дещо складніше. Це обумовлюється тим, що в електролізі розчину бере участь вода. Молекула води являє собою диполь, тобто вона має обидва “+” і “-” полюса. Тому молекули води переміщаються і до катода і до анода.
В результаті ми отримаємо на катоді: 2H2O + 2ē → 2OH – + H2;
- На аноді: 2H2O – 4ē → O2 + 4H +.
Це означає, що при електролізі розчину молекули води змагаються за відновлення на катоді і окислення на аноді з катіонами і аніонами, що утворюються при дисоціації електроліту. Результат цього процесу буде залежати від типу електроліту.
Розглянемо процеси, що відбуваються на катоді:
Процеси на катоді не залежить від матеріалу катода, а залежать тільки від типу катіона.
Якщо катіон солі є активним металом, що знаходиться в ряду напруг металів до алюмінію включно, то на катоді ми побачимо відновлення молекул води з виділенням водню: 2H2O + 2ē → 2OH – + H2;
Якщо катіон солі є металом середньої активності, що знаходиться в ряду активності від алюмінію до водню, то на катоді будуть одночасно відновлюватися і молекули води і катіони металу: 2H2O + 2ē → 2OH – + H2; Men + + ne → Me0;
Якщо в електроліті є катіон водню (кислота) або катіон малоактивного металу (сіль), то відновлюватися будуть тільки катіони електроліту, в разі кислоти: Men + + ne → Me0.
Розглянемо процеси, що відбуваються на аноді:
Процеси на аноді залежать і від матеріалу анода, і від аніону.
Якщо анод розчинний (матеріал анода залізо, мідь, срібло, цинк і все метали, які окислюються в процесі електролізу), то незалежно отаніона окислюється матеріал анода: Cu0 – 2e → Cu2 +
Якщо анод нерозчинний, тобто інертний (вугілля, графіт, золото, платина), то
- При електролізі розчинів солей безкисневих кислот (за винятком F-), то на аноді йде процес окислення аніону. Наприклад: S2- – 2e → S0; При електролізі розчинів лугів, то на аноді окислюються гідроксо групи: 4ОН – – 4ē → 2H2O + O2; При електролізі розчинів солей оксокислот і фторидів, за винятком органічних кислот, то окислюються молекули води та виділяється кисень: 2H2O – 4ē → O2 + 4H +.
Related posts:
- Електроліз розчинів і розплавів Електроліз – сукупність окисно-відновних реакцій, які протікають на електродах в розчинах або розплавах при пропущенні через них електричного струму. На катоді: передача електронів катіонів з розчину або розплаву, тому катод є відновником. На аноді: віддача електронів аніонами, тому анод – окислювач. На катодах і аноді можуть протікати конкуруючі реакції. При проведенні електролізу з використанням інертного […]...
- Процес електролізу Вся суть процесу електролізу полягає в перетворенні іонів розчину (розплаву) в атоми через додавання або відібрання електронів. Така зміна відбувається завдяки зовнішній електричного кола, в якій існує електричний струм. В такому колі обов’язково є джерело електрики, який є постачальником електронів на одному електроді – катоді, і своєрідним насосом викачувати електрони на іншому електроді – аноді. […]...
- Електроліз розплавів Окислювально-відновна реакція, що протікає на електродах при проходженні електричного струму через розчин або розплав, називається електролізом. Окремо виділяють електроліз розчинів і електроліз розплавів. Розглянемо, як протікає процес в розплавах. Суть процесу Рушійною силою електролізу є електрику. Під дією енергії електричного струму здійснюється хімічна реакція, яка не відбувається спонтанно. Процеси відновлення та окислення протікають окремо, на […]...
- Дисоціація води. Середа розчинів Сама вода – це дуже слабкий електроліт: Концентрації катіона Н + і аніона ОН – в чистій воді дуже малі і становлять 1 10-7 моль / л при 25 ° C. Катіон водню Н + являє собою найпростіше ядро - протон р + (електронна оболонка катіона Н + – порожня, 1s0). У вільного протона великі […]...
- Теорії розчинів Існує 2 теорії розчинів: Фізична; Хімічна. Фізична теорія розчинів Фізична теорія була відкрита: Якобом Р. Вант-Гоффом; Сваті А. Арреніусом. Суть теорії розчинів: розчинник – це хімічне індиферентне середовище, у якому рівномірно розподілені частинки розчиненої речовини. Теорія не припускає наявність міжмолекулярних зв’язків між розчинником і розчиненою речовиною. Під цю теорію підходять тільки ідеальні розчини, де компоненти […]...
- Способи отримання галогенів Отримання хлору У промисловості хлор отримують електролізом розплаву або розчину хлориду натрію. Електроліз розплаву хлориду натрію. У розплаві хлорид натрію дисоціює на іони: NaCl → Na + + Cl- На катоді відновлюються іони натрію: K (-): Na + + 1e → Na0 На аноді окислюються іони хлору: A (+): 2Cl – ̶ 2e → Cl20 […]...
- Хімічні властивості галогенідів 1. Розчинні галогеніди вступають в обмінні реакції з розчинними солями, кислотами і підставами, якщо утворюється осад, газ або вода. Наприклад, броміди, йодиди і хлориди реагують з нітратом срібла з утворенням жовтого, жовтого і білого опадів відповідно. NaCl + AgNO3 → AgCl ↓ + NaNO3 Фторид срібла – розчинна сіль, тому реакція фторидів з нітратом срібла […]...
- Закон електролізу. Визначення заряду електрона Закон Фарадея для електролізу пов’язує масу виділяється речовини з минулим через електроліт електричним зарядом. При проходженні електричного струму через електроліт відбувається виділення на електродах складових частин електроліту. Це явище називається електролізом (від грецького “лио” – поділяю). Електроліз пов’язаний з процесами обміну зарядами між іонами і електродами. На аноді негативно заряджені іони (аніони) віддають свої зайві […]...
- Закон Фарадея для електролізу У 1836 році Майкл Фарадей опублікував виведені математично кількісні характеристики електролізу. Виявлені взаємозв’язки між кількістю пройшов через електроліт електрики і кількістю виділився при цьому речовини згодом були названі законами Фарадея для електролізу. Перший закон Якщо пропускати через розчин мідного купоросу електричний струм протягом певної кількості часу, то на катоді виділяється невелика кількість міді. Однак якщо […]...
- Осмотичний тиск розчинів біополімерів Розчини ВМС представляють собою істинні розчини, тобто гомогенні, термодинамічно стійкі, що не потребують стабілізаторі, і утворюються мимовільно системи. Однак розчини ВМС розглядають в колоїдної хімії, так як розміри їх молекул наближаються, а в деяких випадках навіть перевершують розмір колоїдних частинок. Крім того, розчини ВМС в “поганих” розчинниках містять молекули або агрегати молекул з явно вираженою […]...
- Нормальна концентрація розчинів Нормальна концентрація розчинів виражається кількістю грам-еквівалентів розчиненої речовини в 1 літрі розчину. Для того, щоб зробити розрахунок для приготування розчину нормальної концентрації, потрібно знати, що таке еквівалент. Слово “еквівалентний” означає “рівноцінний”. Еквівалентом називається вагова кількість елемента, яка може з’єднуватися з 1 ваговою частиною водню або заміщати її у з’єднаннях. Якщо в молекулі води Н2О міститься […]...
- Колігативні властивості розбавлених розчинів Справжні розчини гомогенні, стійкі в часі, прозорі в розсіяному і світлі, не руйнуються при зміні зовнішніх умов. Розчинник і розчиняється речовини не можуть бути розділені фільтруванням навіть через ультрафільтри. Вони володіють Колігативні (колективними) властивостями. Колігативні властивості розбавлених розчинів визначаються не природою, а числом розчинених частинок. До них слід віднести осмотичнийтиск, підвищення температури кипіння і зниження […]...
- Гідроксиди лужних металів Фізичні властивості Загальна формула гідроксидів лужних металів – MOН. Всі гідроксиди лужних металів – безбарвні гігроскопічні речовини. Вони легко розпливаються на повітрі, дуже добре розчинні у воді і етанолі, при переході від LiOH до CsOH розчинність збільшується. Хімічні властивості Гідроксиди всіх лужних металів плавляться без розкладання, гідроксид літію при нагріванні до температури 600 ° С […]...
- В’язкість розчинів полімерів На відміну від колоїдних частинок, форма яких обумовлена способом отримання і не змінюється в залежності від температури і концентрації дисперсної фази, форма макромолекул залежить від багатьох факторів інтенсивності міжмолекулярної взаємодії полімерних молекул з розчинником, що залежить від температури, концентрації полімеру в розчині, внутрішньомолекулярних взаємодій і т. д. Безпосередньо перенести рівняння, отримані для дисперсних систем, на […]...
- Аномальна в’язкість розчинів Розчини ВМС тільки при дуже великих розведеннях (~ 0,01%) підкоряються законам Ньютона і Пуазейля. Характерною особливістю розчинів ВМС є їх висока в’язкість в порівнянні з чистим розчинником навіть при малих концентраціях. В’язкістю (внутрішнім тертям) називають властивість рідин чинити опір дії зовнішніх сил, що викликають їх перебіг. Крім цього розчини ВМС не є ньютоновскими рідинами, оскільки […]...
- Термодинаміка утворення розчинів Розчинення високомолекулярних речовин прийнято розглядати як процес змішування двох рідин. Аналогія між розчиненням високомолекулярної речовини і змішанням двох рідин не є формальною, а відповідає самому суті явища. Так, обмежене набухання високомолекулярної речовини відповідає процесу обмеженого змішання, а необмежене набрякання, що переходить у розчинення, – процесу необмеженого змішання. Мимовільне розчинення ВМС при постійному тиску повинно супроводжуватися […]...
- Концентрація розчинів У попередньому параграфі ми вже говорили про насичених розчинах, розчинності і про те, що, знаючи розчинність речовини, можна досить точно визначити кількісний склад насиченого в даних умовах розчину цієї речовини. Однак якщо мова йде про ненасиченому розчині, то ця точність відразу зникає. Такий розчин може містити будь-які кількості розчиненої речовини, але тільки менші, ніж потрібно […]...
- Агрегативна стійкість розчинів Розчини ВМС агрегативно стійкі, як і істинні розчини. Однак при введенні великих кількостей електролітів спостерігається виділення ВМС з розчину. Але це не слід ототожнювати з коагуляцією типових колоїдних систем. Коагуляція золів відбувається при введенні порівняно невеликих кількостей електроліту і являє собою звичайно необоротне явище. Виділення ж з розчину ВМС відбувається при додаванні відносно великих кількостей […]...
- Закони електролізу Перший закон Фарадея Як вже відомо, при електролізі на електродах відбувається виділення речовини. Спробуємо з’ясувати, від чого залежатиме маса це речовини. Маса виділився речовини m буде дорівнює добутку маси одного іона m0i на число іонів Ni, які досягли електрода за проміжок часу рівний? t: m = m0i*Ni. Маса іона m0i буде обчислюватися за такою формулою: […]...
- Продукти розпаду твердих розчинів Особливо небезпечно змішання з Ситовідниє включеннями ідіобласти, деякими структурами заміщення, рідко з справжньою евтектикою, евтектоід (які дійсно навряд чи можна різко відокремити від розпаду твердих розчинів) і з первинно орієнтованим розташуванням. Що стосується заміщення, то зазвичай вдається спостерігати одночасно кілька стадій цього процесу. У справжніх евтектики кількісні співвідношення компонентів вельми постійні і вони ніколи не […]...
- Електричний струм у рідині Припустимо, що у нас є ванночка з дистильованою (чистої без домішок) водою. У неї опущені два електроди у вигляді вугільних стрижнів. В електричному ланцюзі цих електродів також є: постійне джерело харчування, вимикач, реостат, амперметр і вольтметр. При подачі електроживлення на вугільні стрижні нічого не буде відбуватися, оскільки чиста вода є діелектриком. Тепер ми додамо в […]...
- Визначення характеру середовища водних розчинів речовин Індикатор – це певна речовина, здатне вказувати на будь – яке стан системи, а також на певний момент, в який система досягає необхідного рівноваги. Індикатор здатний визначити наявність достатньої концентрації необхідного хімічного речовини. Для того, щоб використовувати індикатор на практиці, необхідно, щоб зміна його стану досить легко можна було фіксувати. Індикатори, перебуваючи під прямим впливом […]...
- Важка вода Важка вода – оксид дейтерію D2O з киснем природного ізотопного складу, безбарвна рідина без запаху і смаку. Важка вода була відкрита в 1932 р. Г. Юри, Ф. Брікведда і Дж. Мерфі, вперше отримана в чистому вигляді і вивчена в 1933 р. Г. Льюїсом і P. Макдональдом. При електролізі звичайної води, що включає в себе молекули […]...
- Статистичні закономірності Подальший розвиток науки показало, що ця точка зору невірна: випадковість не є наслідком нестачі наших знань, а об’єктивно існує в природі. Однак, навіть якщо погодитися з точкою зору детерміністів, зрозуміло, що “демона Лапласа” не існує і передбачити траєкторії руху всіх атомів навряд чи коли-небудь вдасться. Чи випливає з цього, що неможливо знайти які-небудь закономірності в […]...
- Способи отримання цинку Для отримання металевого цинку використовують гідро – і пірометалургійні процеси. При переробці цинкових руд в результаті їх збагачення отримують цинковий концентрат, який піддають випалу: 2ZnS + 3O2 = 2ZnO + 2SO2 Потім з оксиду цинку отримують металевий цинк двома способами. Пірометалургійних процес Оксид цинку сплавляють з коксом при температурі 1250-1350 ° С у вогнетривких ретортах: […]...
- Хімічні реакції: приклади і аналіз Під час хімічних реакцій з одних речовин утворюються інші (не плутати з ядерними реакціями, в яких один хімічний елемент перетворюється в інший). Реагенти – це речовини, які вступають в хімічну реакцію. Продукти реакції – це речовини, які отримані після хімічної реакції. Будь-яка хімічна реакція описується хімічним рівнянням: Реагенти → Продукти реакції Стрілка вказує напрямок протікання […]...
- Відділення розчинів від нерозчинного осаду Після вилуговування необхідно відокремити продукційний розчин від твердої фази, а потім відмити відкидається тверду фазу від змочувального її продукційного розчину. Розчини вилуговування відокремлюють від твердої речовини згущенням або фільтруванням. Згущення пульпи виробляють в радіальних згущувачах, гидроциклонах, відстійних центрифугах. Межа згущення визначається крупністю і щільністю твердих часток. Зазвичай згущують до 50-60% вологи у згущеному продукті. Для […]...
- Алюмінати – хімія Солі, в яких алюміній є кислотним залишком (алюмінати) – утворюються з оксиду алюмінію при сплаву з лугами та основними оксидами: Al2O3 + Na2O → 2NaAlO2 Для розуміння властивостей алюмінатів їх також дуже зручно розбити на два окремих речовини. Наприклад, алюмінат натрію ми дбали подумки на два речовини: оксид алюмінію і оксид натрію. NaAlO2 розбиваємо на […]...
- Хімічні властивості цинку Цинк – хімічно активний метал, має виражені відновні властивості, за активністю поступається лужно-земельним металам. Проявляє амфотерні властивості. Взаємодія з неметалами При сильному нагріванні на повітрі згоряє яскравим блакитним полум’ям з утворенням оксиду цинку: 2Zn + O2 = 2ZnO При підпалюванні енергійно реагує з сіркою: Zn + S = ZnS З галогенами реагує за звичайних умов […]...
- Анодний ефект Виникнення анодного ефекту пов’язано з порушенням змочування електролітом вугільного анода: якщо при нормальному перебігу електролізу розплав добре змочує поверхню анода і бульбашки газу легко від неї відокремлюються, то при анодному ефекті газ відтісняє електроліт від електрода, утворюється плівка газу на аноді, що викликає різке підвищення напруги на промислових ваннах-с 4,0-4,2 В при нормальному електролізі до […]...
- Іонна провідність У металах, як ви пам’ятаєте, є лише один тип вільних зарядів – це вільні електрони. В електролітах ситуація інша: тут виникають вільні заряди двох типів. 1. Позитивні іони, що утворилися з атомів металів або водню. 2. Негативні іони – атомні або молекулярні кислотні залишки (наприклад, Cl-або SO2-), а також гідроксильна група OH-. Друга відмінність від […]...
- Електрохімічні елементи При приміщенні металевого цинку в розчин сульфату міді відбувається окислювально-відновна реакція: Zn (т) + Cu2 + → Zn2 + + Cu (т) Обидві полуреакции (відновлення і окислення) відбуваються одночасно в місці зіткнення цинку з розчином. Цинк віддає два електрони катиону міді, окислюючись при цьому. Якщо ж вчинити навпаки і помістити металеву мідь в розчин сульфату […]...
- Катодне перенапруження Анодне перенапруження в лабораторних умовах визначають при поляризації стаціонарного анода зазвичай таким методом: вимикають поляризуючий струм, і на осциллограмме фіксується в момент вимикання струму потенціал анода щодо електрода порівняння, яким найчастіше служить алюмінієвий електрод. Оскільки, як буде показано нижче, первинним анодним газом є СО2, то перенапруження являє собою різницю між виміряної величиною і рівноважним потенціалом […]...
- Явищу електротон і періелектротона При замиканні і проходженні постійного струму через нерв або м’яз змінюються фізіологічні та фізико-хімічні властивості на полюсах. При проходженні постійного струму в області програми катода збудливість тимчасово підвищується, а в області програми анода збудливість тимчасово знижується. Навіть слабкі і короткочасні струми слідом за підвищенням збудливості викликають зниження збудливості в області дії катода. Особливо чітко виступає […]...
- Хімічні властивості марганцю Марганець – активний метал. Взаємодія з неметалами Легко окислюється киснем повітря з утворенням оксидів різного складу: Вище 800 ° С утворюється змішаний оксид марганцю (II, III): 3Mn + 2O2 = Mn3O4; При температурі 450 – 800 ° С виходить оксид марганцю (III): 4Mn + 3O2 = 2Mn2O3 Нижче 450 ° С утворюється оксид марганцю (IV): […]...
- Ламповий тріод Ламповий триод – це радиолампа, що має три електроди. Для того, щоб мати можливість посилювати коливання, потрібно мати можливість якимось чином управляти струмом анода радіолампи за допомогою зовнішнього малопотужного джерела сигналу. Саме цей сигнал і буде надалі посилюватися. А щоб управляти струмом анода, вирішили ввести в діод, між катодом і анодом, додатковий електрод, який виконаний […]...
- Отримання азоту В лабораторії Реакція внутримолекулярного окиснення-відновлення при нагріванні суміші розчинів нітриту натрію і хлориду амонію при 80 ° С: NaNO2 + NH4Cl = N2 + 2H2O + NaCl. Утворений азот може бути забруднений домішками оксиду азоту (II) і азотної кислоти, для видалення яких газ пропускають через підкисленою розчин біхромату калію. Твердий нітрит амонію розкладається з вибухом: […]...
- Історія відкриття електролізу Слово електроліз походить від грецького (ἤλεκτρον) [ɛ̌ːlektron] “бурштин” і λύσις [lýsis] “розчинення”. Невелика хронологія історії електролізу: 1785 р. – Мартінуса ван Марум використовував електростатичний генератор, щоб осадити (витягти) олово, цинк і сурму з їх солей з використанням електролізу (Британська енциклопедія 3-е видання (1797), том 1, стор 225); 1800 р. – Вільям Ніколсон і Ентоні Карлайл […]...
- Гідроксиди лужних металів (луги) Способи отримання 1. Луги отримують електролізом розчинів хлоридів лужних метал-лов: 2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2 + Cl2 2. При взаємодії лужних металів, їх оксидів, пероксидів, гід-ридів і деяких інших бінарних сполук з водою також утворюються лугу. Наприклад, натрій, оксид натрію, гідрид натрію і пероксид натрію при розчиненні у воді утворюють лугу: 2Na + […]...
- Загальні біологічні закономірності Органічний світ мінливий і безперервно розвивається з часу його виникнення в силу природних матеріальних причин. Існують такі рівні організації живої матерії на Землі: Молекулярно-генетичний – з цього рівня починаються найважливіші процеси життєдіяльності організму: обмін речовин і перетворення енергії, передача спадкової інформації та ін Клітинний. Клітина є структурною і функціональною одиницею, а також одиницею розмноження і […]...