Уравнения электролиза

[vlksa]

Как писать уравнения электролиза на НЕинертных катодах? Точнее, где посмотреть как их писать? Например интересует электролиз раствора пищевой соды на медном, цинковых электродах...

[bacan]

Таки так

Анод – положительный электрод, на нём идут процессы окисления.
Катод – отрицательный электрод, на нём идут процессы восстановления.
На катоде:
Катионы, расположенные в ряду напряжений металлов от лития до алюминия (включительно), а также катионы NН4+ не восстанавливаются, вместо них восстанавливаются молекулы воды:
2Н2О + 2е —> Н2 + 2ОН-
На аноде:
Кислородосодержащие анионы и F- – не окисляются, вместо них окисляются молекулы воды:
2Н2О – 4е —> О2 + 4Н+
Ели принять, что гидрокарбонат натрия в растворе подвергается гидролизу с образованием щелочной среды, то:
NaHCO3↔ Na+ +HCO3— (диссоциация соли);
Na+ + HCO3— + H2O ↔ H2CO3 (H2O + CO2) + OH— + Na+ (полное ионное уравнение);
HCO3— + H2O ↔ H2CO3 (H2O + CO2) + OH— (сокращенное ионное уравнение);
NaHCO3 + H2O ↔ H2CO3 (H2O + CO2) + NaOH (молекулярное уравнение).
Тогда на аноде будет протекать процесс:
4OН– – 4e– = O2 + 2H2O.
Если анод из активного металла (Сu, Ni, Fe), то происходит только процесс разрушения анода:
Ме - ne = Men+
В нашем случае:
Сu - 2e = Cu2+
Или
ZN - 2e = Zn2+

 

https://goo.su/yY7p5

Изменено 13 Января, 2023 в 18:50 пользователем bacan

[vlksa]

В 13.01.2023 в 21:47, bacan сказал:

Таки так

Анод – положительный электрод, на нём идут процессы окисления.
Катод – отрицательный электрод, на нём идут процессы восстановления.
На катоде:
Катионы, расположенные в ряду напряжений металлов от лития до алюминия (включительно), а также катионы NН4+ не восстанавливаются, вместо них восстанавливаются молекулы воды:
2Н2О + 2е —> Н2 + 2ОН-
На аноде:
Кислородосодержащие анионы и F- – не окисляются, вместо них окисляются молекулы воды:
2Н2О – 4е —> О2 + 4Н+
Ели принять, что гидрокарбонат натрия в растворе подвергается гидролизу с образованием щелочной среды, то:
NaHCO3↔ Na+ +HCO3— (диссоциация соли);
Na+ + HCO3— + H2O ↔ H2CO3 (H2O + CO2) + OH— + Na+ (полное ионное уравнение);
HCO3— + H2O ↔ H2CO3 (H2O + CO2) + OH— (сокращенное ионное уравнение);
NaHCO3 + H2O ↔ H2CO3 (H2O + CO2) + NaOH (молекулярное уравнение).
Тогда на аноде будет протекать процесс:
4OН– – 4e– = O2 + 2H2O.
Если анод из активного металла (Сu, Ni, Fe), то происходит только процесс разрушения анода:
Ме - ne = Men+
В нашем случае:
Сu - 2e = Cu2+
Или
ZN - 2e = Zn2+

 

https://goo.su/yY7p5

Спасибо

[Shizuma Eiku]

В 11.01.2023 в 19:05, vlksa сказал:

Как писать уравнения электролиза на НЕинертных катодах?

На не инертном аноде. Катод (отрицательно заряженный электрод) подвергается лишь восстановлению, поэтому почти никогда не корродирует. Единственное исключение - если происходит взаимодействие растворенного в электролите вещества с материалом катода, а продукты реакции не могут восстановиться обратно, например, при электролизе щелочи с алюминиевым катодом.

На аноде идёт окисление, в т.ч. самого анода, поэтому аноды условно делятся на инертные (которые почти не окисляются и не растворяются, например, графит, платина, высшие оксиды платиновых металлов, PbO₂ при определенных условиях) и растворяющиеся (практически все металлы).

При написании уравнений растворения анода просто учитывается что его материал участвует в реакции электролиза, т.е. отдает электроны. Например для железного анода:
Fe⁰-2e^-->Fe²⁺

Или для медного или для никелевого:
Cu⁰-2e^-->Cu²⁺
Ni⁰-2e^-->Ni²⁺

Реже бывает более сложное окисление, например, при электролизе щелочных растворов с анодом из металлического марганца, образуется перманганат:

Mn⁰+8OH^--7e^-->MnO₄^-+4H₂O

Медленно окисляется и графитовый анод, например, в нейтральной среде:

C⁰+2H₂O-4e^-->CO₂+4H⁺

Или в щелочной:

C⁰+6OH^--4e^-->CO₃^2-+3H₂O

Например, реакция электрорафинирования меди, когда медный анод растворяется, а на катоде медь снова восстанавливается, выглядит так:

Анод:
Cu⁰-2e^-->Cu²⁺

Катод:

Cu²⁺+2e^-->Cu⁰

[vlksa]

В 05.02.2023 в 00:44, Shizuma Eiku сказал:

На не инертном аноде. Катод (отрицательно заряженный электрод) подвергается лишь восстановлению, поэтому почти никогда не корродирует. Единственное исключение - если происходит взаимодействие растворенного в электролите вещества с материалом катода, а продукты реакции не могут восстановиться обратно, например, при электролизе щелочи с алюминиевым катодом.

На аноде идёт окисление, в т.ч. самого анода, поэтому аноды условно делятся на инертные (которые почти не окисляются и не растворяются, например, графит, платина, высшие оксиды платиновых металлов, PbO₂ при определенных условиях) и растворяющиеся (практически все металлы).

При написании уравнений растворения анода просто учитывается что его материал участвует в реакции электролиза, т.е. отдает электроны. Например для железного анода:
Fe⁰-2e^-->Fe²⁺

Или для медного или для никелевого:
Cu⁰-2e^-->Cu²⁺
Ni⁰-2e^-->Ni²⁺

Реже бывает более сложное окисление, например, при электролизе щелочных растворов с анодом из металлического марганца, образуется перманганат:

Mn⁰+8OH^--7e^-->MnO₄^-+4H₂O

Медленно окисляется и графитовый анод, например, в нейтральной среде:

C⁰+2H₂O-4e^-->CO₂+4H⁺

Или в щелочной:

C⁰+6OH^--4e^-->CO₃^2-+3H₂O

Например, реакция электрорафинирования меди, когда медный анод растворяется, а на катоде медь снова восстанавливается, выглядит так:

Анод:
Cu⁰-2e^-->Cu²⁺

Катод:

Cu²⁺+2e^-->Cu⁰

Спасибо