відповідних електрохімічних систем в умовах електролізу. З декількох можливих процесів буде протікати той, здійснення якого вимагає меншої кількості енергії. Це означає, що:
на катоді в першу чергу відновлюються ті частинки (іони або молекули), які володіють найбільшим значенням окисно-відновного потенціалу;
на аноді в першу чергу окислюються частинки, що мають найменше значення окислювально-відновного потенціалу.
При розгляді електролізу водних розчинів електролітів необхідно враховувати, що, крім іонів електроліту і матеріалу анода, у всякому водному розчині є молекули Н 2 О і іони H + , ВІН - , які також можуть випробувати електрохімічне перетворення на електродах. Розглянемо ці процеси докладніше.
Катодне відновлення
У воднььх розчинах електролітів у негативного електрода відновленню можуть піддатися катіони електроліту (найчастіше це іони металів Ме n + ) і молекули води за наступними схемами:
а) Me n + + nе В® Me,
б) 2Н 2 О + 2е В® Н 2 + 2ОН -
Потенціал виділення водню з нейтральних розчинів (рН = 7) за схемою (б) має значення
Е (2НО/Н + 2ОН) = -0,059 В· 7 = -0,41 В
Таким чином, на катоді при електролізі нейтральних водних розчинів електролітів можливі три випадки:
) якщо Е> - 0,41 В. то на катоді буде спостерігатися виділення металу за схемою (а). Такі метали знаходяться в ряду напрузі, починаючи приблизно з олова;
) якщо Е <-0,41 В, то метал відновлюватися не буде, а відбудеться виділення водню за схемою (б). До таких металів відносяться метали, що стоять у ряді напруг до титану;
) якщо Е = 0,41 В (від - 0.50 до - 0.32 В), то в розчині спостерігається спільне відновлення та іонів металу, і молекул води. Це метали середній частині ряду напруг - Zn, Cr, Fe, Cd, Ni, Co. p align="justify"> Наприклад, при електролізі водного розчину CdSO 4 катодний процес може бути записаний рівнянням:
В
Електрохімічне виділення водню з кислих розчинів (рН <7) відбувається внаслідок розряду іонів водню
2H + + 2e В® < span align = "justify"> H 2
У разі ж лужних середовищ (рН> 7) відновлення йде, як і в нейтральних розчинах, за схемою (б).
При розгляді катодних процесів на практиці слід порівнювати не стандартні значення потенціалів, a E (Ox/Red) , обчислені за рівнянням Нернста за даних умов.
Анодне окислення
При розгляді анодних процесів слід мати на увазі, що матеріал анода в ході електролізу може окислюватися. У зв'язку з цим розрізняють електроліз з інертним анодом і електроліз з активним анодом. Інертним називається анод, матеріал якого не окислюється в ході електролізу. Такі аноди виготовляють з матеріалів з високим значенням електродного потенціалу (найчастіше це графіт, вугілля, платина). Активним називається анод, матеріал якого окислюється в ході електролізу (металеві аноди). У разі електролізу з активним анодом завжди відбувається окислення матеріалу анода за схемою
Me - ne В® Me n +
Цей процес називається анодним розчиненням металу. На інертному аноді при електролізі водних розчинів електролітів можуть конкурувати процеси:
а) окислення води за схемами
2H 2 O + 4e В® O 2 + 4H + , при рН <або = 7;
Е В° (Про
