ерела. У цьому випадку відбувається перетворення електричної енергії в хімічну. Електроліз здійснюють у спеціальних пристроях - електролізерах. Це два електроди, опущені в судину, заповнений іонним провідником (електролітом). Електроди приєднують до полюсів зовнішнього джерела струму. На негативному електроді (катоді) відбуваються відновні процеси, а на позитивному електроді (аноді) - окислювальні (рис.2). p align="justify"> Щоб здійснити електроліз, між електродами необхідно створити певну різницю потенціалів, яку називають потенціал розкладання. D Е 0 разл. - це мінімальна необхідна різниця потенціалів між анодом і катодом, при якій починається електроліз даного з'єднання
D Е 0 разл. < span align = "justify"> = Е 0 а - Е 0 до
де Е 0 а - стандартний окислювально-відновний потенціал реакції на аноді, В; Е 0 до - аналогічна характеристика реакції на катоді, В.
В
Рис. 2 Пристрій і робота електролізера:
А - анод, К - катод, Е - електроліт, Аn - аніони, Кt - катіони
Електродні реакції
1. На К: Ох + nе В® Red
2. На А: Red - nе В® Ох
де Ох - окислена форма; Red - відновлена ​​форма.
Для оцінки ефективності роботи електролізера користуються поняттям вихід продукту по струму h . Інакше, це коефіцієнт корисної-дії електролізера. На практиці користуються виразом для розрахунку h :
(1)
де m досвід - маса речовини, що зазнав перетворення на електроді, при проходженні певної кількості електрики, знайдена експериментально, г ; m теор - маса речовини, обчислена за законом Фарадея, при тій же кількості електрики, м.
Кількісні закони електролізу
Перший закон Фарадея
Кількість речовини, що зазнав електрохімічне перетворення на електроді, прямо пропорційно кількості пройшов через електролізер електрики.
, л
де m (V) - маса (об'єм) речовини, що зазнав перетворення на електроді; J - сила струму. А: t - час електролізу, с: ке - електрохімічний еквівалент, що дорівнює відношенню молярної маси еквівалента речовини MЕ (молярного об'єму еквівалента речовини VЕ) до постійної Фарадея. br/>В
Розрахунок МЕ і VЕ для речовин, що беруть участь в окисно-відновному процесі, необхідно вести за формулами
В
де М - молярна маса речовини, г/моль; Vм - молярний об'єм за певних фізичних умов, л/моль; ne - число електронів, прийнятих окислювачем або відданих відновником.
Другий закон Фарадея
Маси речовин, що прореагували на електродах при однаковій кількості електрики, відносяться один до одного як молярні маси їх еквівалентів.
при J В· t = const
Інакше, це закон еквівалентів для електрохімічних перетворень.
Електродні реакції при електролізі водних розчинів електролітів
Характер протікання електродних процесів залежить від багатьох факторів, найважливішими з яких є склад електроліту, матеріал електродів і режим проведення електролізу (температура, напруга, щільність струму тощо). Які саме електрохімічні реакції будуть протікати у електродів, насамперед, визначається значенням електродних потенціалів ...
