Природы катиона металла ( положения его в ряду напряжений Бекетова)

Электролиз веществ.

Предисловие:

Электролиз – специфические окислительно- восстановительные процессы, идущие на электродах при прохождении постоянного тока через расплав или раствор электролита. Электроды могут быть инертными ( платиновые или графитовые), то есть не участвовать непосредственно в химической реакции; или же анод может быть растворимым ( чаще он медный) – им "жертвуют". Электролиты же принадлежат разным классам: чаще всего это соли, но могут быть оксиды и щëлочи. Электролиз ( его знак будет - ~ ) – важнейший технологический процесс, главная область его применения – металлургия и получение хлора.

Для того, чтобы грамотно написать ОВР и продукты ~ , надо чëтко разбираться, какие будут

Процессы на электродах:

Катодные процессы: к "-" катоду идут "+" катионы Þ катионы "берут" у катода ē-ны Þ катионы окислители, сами же восстанавливаются Þ на катоде идет восстановление катионов (чаще всего металлов).

Анодные процессы: к "+" аноду идут "-" анионы Þ анионы "дают" анду ē-ны Þ анионы восстановители, сами же окисляются Þ на аноде идет окисление анионов ( неметаллов).

Электролиз расплавов бинарных веществ:

Этот промышленный очень энергозатратный метод применяют для получения активных щелочных и щëлочноземельных металлов, а также алюминия, хлора и фтора.

Давайте крепко-накрепко запомним нехитрые правила при написании катодных и анодных процессов и избежим наиболее распространенных ошибок.

Катодные процессы: к "-" катоду идут "+" катионы металлов Þ на катоде всегда пишем полуреакцию восстановления только одного катиона металла независимо от его индеса в молекуле сложного вещества!

Анодные процессы: к "+" аноду идут "-" анионы неметаллов Þ на аноде идет окисление определенного числа анионов ( число зависит от природы неметалла и не зависит от его индекса в формуле сложного вещества!)

Правило №1 : если сложное вещество галогенид ( фторид, хлорид, бромид, иодид), оксид, гидрид, нитрид , то на аноде пишем полуреакцию окисления для двух анионов неметалла ( так как продукт окисления- двухатомная молекула простого вещества).

Правило № 2 : если сложное вещество сульфид, селенид, теллурид, то на аноде пишем полуреакцию окисления для одного аниона неметалла ( так как продукт окисления - одноатомная молекула простого вещества).

Рассмотрим частные примеры, имеющие промышленное( A ) или теоретическое значение().

1)Хлорид натрия (NaCl) ( A )

Этот процесс применяют для получения натрия и хлора.

2) Бромид кальция (CaBr₂). ()

3) Корунд ( оксид алюминия ) (Al₂O₃) ( A )

Следует ещë помнить важный факт: ~ корунда (глинозëма) ведется в присутствии вещества криолита Na₃AlF₆! Цель этого соединения – понизить температуру расплава оксида алюминия до технологически приемлемой (≈ 1000°С).

4) Сульфид лития (Li₂S) (  )

Электролиз растворов солей:

Здесь важно помнить следующее: помимо катионов и анионов соли в процессах на электродах будут участвовать также молекулы воды. Возможность участия молекул воды, катодные и анодные процессы, продукты ~, а также возможность использования этих процессов в промышленности зависят от факторов:

природы катиона металла ( положения его в ряду напряжений Бекетова)