Теоретическое введение. Электролиз – совокупность окислительно-восстановительных процессов
Электролиз – совокупность окислительно-восстановительных процессов, происходящих на электродах при прохождении постоянного электрического тока через раствор или расплав электролита.
Анод – это электрод, на котором происходит окисление. Катод – электрод, на котором происходит восстановление. При электролизе анод имеет положительный заряд, катод – отрицательный.
При электролизе растворов электролитов на электродах протекают следующие процессы:
Анодные процессы.
Аноды, используемые при электролизе, подразделяются на инертные (графит, уголь, платина, золото, иридий) и активные (все остальные металлы).
На аноде в первую очередь окисляется система с меньшим окислительно-восстановительным потенциалом. Так, в случае использования активного анода, окисляется металл анода: Ме0 - n = Ме n+. При электролизе с инертным анодом легко окисляются простые ионы, присутствующие в растворе (I–, Br–, Cl–). Сложные ионы (SO
, CO
, PO
и др.) из водных растворов не окисляются – вместо них окисляется вода: 2Н2О - 4
= О2 + 4Н+.
Катодные процессы.
На катоде легче восстанавливаются катионы с большим электродным потенциалом.
Так, если стандартный электродный потенциал металла больше величины -0,41 В, то на катоде восстанавливаются ионы этого металла. Если потенциал металла находится в интервале -1,4 В < < -0,41 В, то на катоде одновременно восстанавливаются и ионы металла и вода. Если потенциал металла меньше величины -1,41 В, то на катоде восстанавливается вода. Отмеченное выше можно представить в виде схемы:
![]() |
В расплавах молекулы воды отсутствуют. Поэтому на катоде и аноде протекают процессы с участием только ионов расплава.
Выполнение опытов
Опыт 1 Изучение электролиза раствора сульфата меди
Цель работы:
Изучить процессы, протекающие на электродах, при электролизе раствора сульфата меди с инертным анодом.
Реактивы: 1М раствор сульфата меди CuSO4; раствор лакмуса.
Оборудование: образная трубка, угольные электроды.
Ход работы:
В образную трубку налить до половины ее высоты раствор сульфата меди, погрузить два угольных электрода, подключить их к источнику постоянного тока. Провести электролиз в течение двух минут. Записать уравнение диссоциации соли и уравнения катодного и анодного процессов, протекающих при электролизе. Отключить ток. Осмотреть поверхность катода и записать наблюдения. В анодное пространство добавить 2-3 капли лакмуса. Отметить изменение окраски индикатора и указать реакцию среды.