юється (графіт, вугілля, платина). Активним називається анод, матеріал якого може окислюватися в ході електролізу.
На інертному аноді при електролізі водних розчинів лугів, розчинів електролітів з кислородсодержащими аніонами (SO42 ?, PO43 ?, NO3?), а також фторид-іонами F? на аноді відбувається електрохімічне окислення води:
H2O? 4? ? 4H + + O2.
Якщо аніони електроліту безкисневими (Cl ?, Br ?, I ?, S2?), то вони і розряджаються на аноді під час електролізу.
Активний (розчинний) анод при електролізі окислюється - переходить в розчин у вигляді іонів.
Розглянемо кілька випадків електролізу водних розчинів солей.
Е л е к т р о л і з р а з в про р а CuCl2 c і н е р т н и м а н о д о м
Електродний потенціал міді (+0,337 В) значно більше потенціалу відновлення іонів водню з води (- 0,41 В). Тому на катоді відбувається процес відновлення іонів Cu2 +. У анода будуть окислюватися хлорид-іони.
Схема електролізу розчину хлориду міді (II)
2=Cu2 + + 2Cl?
Катод (?)? Cu2 +, H2O Анод (+)? Cl ?, H2O
Cu2 + + 2? ? Cu0 2Cl? ? 2? ? Cl2
Сумарне рівняння реакції, що протікає при електролізі, має вигляд:
2? Cu + Cl2.
Продукти електролізу - Cu і Cl2.
Е л е к т р о л і з р а з в про р а KNO3 с і н е р т н и м а н о д о м
Електродний потенціал калію (? 2,924 В) значно менше потенціалу відновлення іонів водню з води (- 0,41 В), тому катіони K + Не будуть відновлюватися на катоді. Кисневовмісні аніони NO3? НЕ БУДУТЬ окислюватися на аноді. У цьому випадку на катоді і аноді відновлюються і окислюються молекули води. При цьому в катодному просторі будуть накопичуватися іони OH ?, утворюють з іонами K + луг KOH, а в анодному просторі накопичуються іони H +, які утворюють з іонами NO3? кислоту HNO3.
Схема електролізу розчину нітрату калію
3=K + + NO3?
Катод (?)? K +, H2O Анод (+)? NO3 ?, H2O
2H2O + 2? ? H2 + 2OH ?; 2H2O? 4? ? O2 + 4H +;
у катода 2K + + 2OH? ? 2KOH; у анода 2H + + 2NO3? ? 2HNO3.
Сумарне рівняння реакції електролізу розчину KNO3
KNO3 + 4H2O? 2H2 + О2 + 2КОН + 2HNO3.
Продукти електролізу - Н2 і О2. У катода утворюється луг КОН
(рН gt; 7); у анода? кислота HNO3 і рН lt; 7.
Е л е к т р о л і з р а з в про р а NiSO4 з н і до е л е в и м а н о д о м
У цьому випадку сам анод окислюється, а на катоді відновлюються іони нікелю.
Схема електролізу розчину сульфату нікелю
Катод (?)? Ni2 +, H2O Анод нікелевий? SO42 ?, H2O
Ni2 + + 2? ? Ni0 Ni0 - 2? ? Ni2 +
Виконання роботи
Досвід 1. Електроліз розчину йодиду калію
У U-подібну трубку налити приблизно до половини розчину йодиду калію. Вставити в обидва коліна трубки вугільні електроди і підключити прилад до джерела постійного електричного струму. Спостерігати забарвлення розчину у анода і виділення газу на катоді. Чому на катоді не виділяється металевий калій? Відключити струм і додати 2-3 краплі розчину фенолфталеїну в катодного простір. Що спостерігається?
Вимоги до результатів досвіду
. Скласти схему електролізу водного розчину KI. Написати рівняння електродних і сумарною реакцій. Вказати продукти електролізу.
. Поява яких іонів в процесі електролізу обумовлює забарвлення індикатора в катодному просторі? Вказати рН розчину.
Досвід 2. Електроліз розчину сульфату натрію
У U-подібну трубку налити розчин сульфату натрію. Занурити електроди, включити струм і спостерігати виділення бульбашок газу на електродах. Через 1-2 хв відключити струм і додати в обидва коліна трубки по кілька крапель розчину лакмусу. Звернути увагу на різне забарвлення лакмусу в анодному і катодному просторі.
Вимоги до результатів досвіду
. Скласти схему електролізу водного розчину Na2SO4. Написати рівняння електродних і сумарною реакцій. Вказати продукти електролізу.
. Вказати речовини, які утворюються у катода і анода і змінюють забарвлення індикатора. Яке значення рН в анодному і катодному просторі?
