Аналитическая Геометрия

  • 26 марта 2015 г.
  • 6596 Слова
Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет − УПИ»

А. В. Нечаев, М. Г. Иванов, Л. А. Байкова

ЭЛЕКТРОЛИЗ В РАСТВОРАХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ
Учебное электронное текстовое издание
Подготовлено кафедрой «Общая химия и природопользование»
Научный редактор: доц., канд. хим.наук Л. А. Байкова

Методические указания к лабораторным работам длястудентов
всех форм обучения химических специальностей.
Содержат материал одного из важнейших разделов общей химии –
«Электрохимические процессы» и предназначены для закрепления
теоретического материала и выполнения лабораторных работ по
теме «Электролиз».

© ГОУ ВПО УГТУ−УПИ, 2008
Екатеринбург
2008

ОГЛАВЛЕНИЕ
1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3

1.1. Общие положения
1.2. Электролиз водных растворов1.3.Катодные процессы
1.4. Анодные процессы
1.5. Законы электролиза

3
3
3
8
17

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

22

2.1. Электролиз с нерастворимыми анодами
2.2. Электролиз с растворимыми анодами
2.3. Нанесение гальванических покрытий

23
23
25

3. ПРИЛОЖЕНИЯ

28

4. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

30

2

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1. Общие положения
Электролиз – этосовокупность окислительно-восстановительных
процессов, которые протекают на электродах, помещенных в раствор или
расплав электролита, под действием постоянного электрического тока,
приложенного от внешнего источника.
Отрицательный полюс источника постоянного тока присоединяют к
электроду, который называют катодом; положительный полюс к электроду,
который называют анодом. При включении внешнего источникапостоянного
тока движение ионов в растворе или расплаве становится направленным.
Отрицательно заряженные ионы (анионы) перемещаются к аноду,
положительно заряженные ионы (катионы) направляются к катоду.
С увеличением напряжения, подаваемого от внешнего источника
постоянного тока, потенциал катода смещается в область отрицательных, а
потенциал анода – в область положительных значений.
Когда потенциалы катода ианода достигают вполне определенных
значений, на них становится возможным разряд ионов или молекул из раствора
или расплава электролита – начинается электролиз. Сущность электролиза
состоит в осуществлении за счет электрической энергии химических реакций –
восстановление частиц на катоде и окисление на аноде. Причем
восстановительное и окислительное действие тока во много раз сильнее
действияхимических восстановителей и окислителей.
1.2. Электролиз водных растворов
В отличие от электролиза расплавов, когда на катоде выделяется металл, а
на аноде – продукт разряда аниона соли, при электролизе растворов
необходимо учитывать присутствие ионов растворителя, которые при
определенных условиях могут разряжаться на электродах. Так, при электролизе
водных растворов следует учитыватьприсутствие ионов воды:
Н2О ↔ Н+ + ОН-.
Для того чтобы определить, какие катионы будут окисляться на аноде,
необходимо сравнить потенциалы их разряда с учетом перенапряжения.
Рассмотрим более подробно отдельно катодные и анодные процессы,
протекающие при электролизе водных растворов.
1.3. Катодные процессы
С катода происходит передача электронов частицам веществ, находящихся
в растворе. Катод выступаетпо отношению к разряжающимся на нем частицам
в роли восстановителя. Функцию окислителей могут выполнять катионы
3

металлов или нейтральные молекулы. Следовательно, на катоде идет процесс
восстановления окислителя:
Ox + ne = Red.
Любой окислительно-восстановительный процесс может идти в прямом
направлении только в том случае, если ЕВОССТ < Е ОКИСЛ .Поэтому
восстановление окислителя накатоде будет происходить лишь в том случае,
если потенциал катода – восстановителя – (ЕК) по алгебраической величине
станет меньше потенциала окислителя (ЕОх/Red).
От того, насколько смещен потенциал катода (ЕК) от равновесного
потенциала окислителя (ЕОх/Red), зависит скорость катодного процесса. Чем
сильнее смещен потенциал катода в сторону...
tracking img