Часть И. ОБЩАЯ ХИМИЯ

Раздел 7. ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦІЇ.ЕЛЕКТРОЛІЗ

§ 7.6. Суть электролиза

В растворах и расплавах электролитов есть разноименные за знаками ионы (катионы и анионы), которые подобно всем частиц жидкости находятся в хаотическом движении. Если в такой раствор или расплав электролита, например в расплав хлорида натрия (NaCl плавится при 801 °С), погрузить инертные (угольные) электроды и пропустить постоянный электрический ток, то ионы будут двигаться к электродам: катионы Na⁺ - к катоду, анионы Сl^- - к аноду (рис. 7.2). Ионы натрия Na⁺ , достигнув катода, присоединяют от него электроны и восстанавливаются: Na⁺ + e- = Na,

а хлорид-ионы Сl^-, отдав электроны аноду, окисляющиеся:

2Сl - 2е^- = Сl₂.

В результате на катоде выделяется металлический натрий, а на аноде - хлор.

Если теперь почленно добавить уравнение этих двух электродных реакций (предварительно умножив первое из них на 2), то получим общее, или суммарное, уравнение электролиза хлорида натрия:

Рис. 7.2. Схема электролиза расплава NaCl

или

Электролизом называется окислительно-восстановительный процесс, протекающий на электродах при прохождении электрического тока через расплав или раствор электролита.

Сущность электролиза заключается в осуществлении за счет электрической энергии химических реакций - восстановления на катоде и окисления на аноде. При этом катод отдает электроны катіонам, а анод присоединяет электроны от анионов.

Восстановительная и окислительная действие электрического тока во много раз сильнее, чем действие химических восстановителей и окислителей. Так, ни один химический окислитель способен отнять у фторид-иона F^- его электрон. Поэтому в течение долгого времени фтор не могли добыть в свободном состоянии, хотя его соединения широко распространены в природе. Отнять электрон у фторид-иона удалось лишь при электролизе раствора фторида калия в фтороводневій кислоте. В этом случае на аноде вибіляється фтора (2F - 2е^- = F₂), а на катоде - водород (2Н+2е^-= Н₂).

Суть электролиза удобно изображать с помощью схемы, которая показывает диссоциацию электролита, направление движения ионов, процессы на электродах и вещества, выделяемые. Схема электролиза расплава хлорида натрия имеет следующий вид:

                      NaCl

Катод Na⁺ + Сl^- -> Анод

Na⁺ е- = Na 2Сl^- - 2е- = Сl₂

Для проведения электролиза электроды погружают в расплав или раствор электролита и соединяют их с источником постоянного тока. Прибор, в котором проводят электролиз, называют электролизером, или електролітичною ванной (см. рис. 7.2).

¹ Слово “электролиз” над стрелкой указывает, что процесс происходит при пропускании электрического тока.

Эта реакция является окислительно-восстановительной: аноде происходит процесс окисления, на катоде - процесс восстановления.