аралельних процесів частину кількості електрики витрачається на виділення однієї речовини, частина - на виділення іншого. Частка загальної кількості електрики (у відсотках), яка витрачається на виділення одного з речовин, називається виходом по струму цієї речовини:
В
Де ВТ - вихід за струмом речовини А;
QА - кількість електрики, витрачений на перетворення речовини А;
Q - загальна кількість електрики, що пройшло через електрод.
Так як за першим законом Фарадея
m = k В· Q, то
В
Де mА - маса реально виділеного речовини А на електроді;
m - теоретична маса речовини А, розрахована за законом Фарадея.
ЗАСТОСУВАННЯ ЕЛЕКТРОЛІЗУ
Електроліз широко використовується в різних галузях народного господарства.
У енергетиці водень, отриманий електролізом, використовують для охолодження генераторів на теплових і атомних електростанціях.
Електролізом розчинів солей отримують мідь, цинк, кадмій, нікель, кобальт, марганець та інші метали. У цих процесах використовують нерозчинні аноди. p> Електролізом розплавів сполук отримують алюміній, магній, натрій, літій, берилій і кальцій, а також сплави деяких металів.
Метод електролізу використовують для рафінування (очистки) металів: міді, золота, срібла, свинцю, олова та ін При рафинировании анодом служить очищається метал. На аноді розчиняється основний метал і домішки, потенціал яких отрицательнее потенціалу основного металу. Домішки, що мають більш позитивний потенціал, випадають з анода у вигляді шламу.
Електроліз використовується для нанесення металевих покриттів на метали і пластмаси (Гальванічні покриття). При цьому катодом служить оброблюваний виріб, анодом - або метал покриття, або нерозчинний електрод.
Електроди в електрохімії, електронно-провідні фази, що контактують з іонним провідником (електролітом). Часто під електродами розуміють лише одну електронно-провідну фазу. При пропущенні струму від зовнішнього джерела через систему з двох електродів, з'єднаних один з одним через електроліт, на електроди протікають два процесу: заряджання подвійного електричного шару і електрохімічна реакція. У відміну від фазових контактів метал-метал, метал-напівпровідник, напівпровідник-напівпровідник і т. п. на межі фаз, складових електрохімічну систему, вид носіїв струму змінюється, т. к. в електроліті струм переноситься іонами, а в електронно-провідної фазі - електронами, Безперервність проходження струму через кордон фаз в цьому випадку забезпечується електродної реакцією. Електрод називають анодом, якщо на його поверхні переважає реакція, що приводить до генерування електронів, тобто відбувається окислення речовин, що містяться в електроліті, або іонізація металу анода. Електрод називають катодом, якщо з його поверхні електрони металу переходять на частинки реагуючих речовин, які при цьому відновлюються.
Класифікація електродів проводиться за природою окислювачів і відновників, які беруть участь у електродному процесі. Електродом 1-го роду називають метал (або неметал), занурений в електроліт, що містить іони цього ж елемента. Метал електродів є відновленою формою речовини, а його окисленої формою - прості або комплексні іони цього ж металу. Наприклад, для системи Сu Сu2 + + 2е, де е - електрон, відновленої формою є Сu, а окисленої - іони Сu2 +, Відповідне такого електродному процесу Нернста рівняння для електродного потенціалу Е має вигляд:
В
де E В° - стандартний потенціал при т-рі Т; термодинамічна активність іонів Сu2 +; F - постійна Фарадея, R - газова постійна, До електродів 1-го роду відносяться амальгамні електроди, так як для них відновлена ​​форма - амальгама металу, а окислена - іони цього ж металу. Наприклад, для амальгами талію встановлюється рівновага: Tl + + e (Hg) Tl (Hg). У такій системі можуть змінюватися концентрації та окисленої, і відновленої форм, тому рівняння Нернста має вигляд:
В
де aтl, - термодинамічна активність талію в амальгами.
Електроди 2-го роду-системи з металу М, покритого шаром його ж труднорастворимой солі або оксиду, і зануреного в розчин, що містить аніони цієї солі (для оксиду - іони ОН-). Окисленої формою є сіль а відновлена ​​форма представлена ​​металом М і аніоном Az-: де зарядове число іона. У системі встановлюється рівновагу між атомами М і аніонами Az-в розчині, яке включає два "Парціальних" рівноваги: ​​між металом і катіоном солі і між аніоном солі в її твердій фазі і аніоном в розчині. Такі електроди називають оборотними за аніоном.
Рівняння Нернста має вигляд:
В
До електроди 2-го роду відносяться багато електроди порівняння, наприклад, каломельний, хлорсрібний, оксидно-ртутний.
Електроди 3-го роду - системи з металу, що контактує з двома важкорозчинних солями. У результаті електрохімічної реакції на електроді менш розчинна сіль перетворюється на більш розч...
