Faradayning elektroliz qonunlari

Masalan, mis (II) sulfat eritmasining mis elektrodlari bilan elektrolizlanishini ko'rib chiqing.
Katodda ionlari chiqariladi mis yechimdan:
Katod (-): Cu 2+ + 2ē → Cu 0
Anodda dan mis zarralari elektrod :
Anod (+): Cu 0 – 2ē → Cu 2+
Elektroliz (yunoncha elektron - sarg'ish + lizis - parchalanish) - elektrolitdan to'g'ridan-to'g'ri oqim o'tganda sodir bo'ladigan kimyoviy reaktsiya. Bu elektr toki ta'sirida moddalarning ularning tarkibiy qismlariga parchalanishi.
Elektroliz jarayoni kationlarni (musbat zaryadlangan ionlarni) katodga (manfiy zaryadlangan) va manfiy zaryadlangan ionlarni (anionlarni) anodga (musbat zaryadlangan) o'tkazishdan iborat.
Shunday qilib, anionlar va kationlar mos ravishda anod va katodga shoshilishadi. Bu erda kimyoviy reaktsiya sodir bo'ladi. Ushbu mavzu bo'yicha vazifalarni muvaffaqiyatli hal qilish va reaktsiyalarni yozish uchun katod va anoddagi jarayonlarni ajratish kerak. Ushbu maqola shunday tuzilgan bo'ladi.
katod
Kationlar katodga tortiladi - musbat zaryadlangan ionlar: Na +, K +, Cu 2+, Fe 3+, Ag + va boshqalar.
Katodda qanday reaktsiya sodir bo'lishini aniqlash uchun, birinchi navbatda, siz metallning faolligini aniqlashingiz kerak: uning metall kuchlanishlarining elektrokimyoviy qatoridagi o'rni.


Agar katodda faol metall (Li, Na, K) paydo bo'lsa, uning o'rniga suv molekulalari kamayadi, ulardan vodorod ajralib chiqadi. Agar metall o'rtacha faollikka ega bo'lsa (Cr, Fe, Cd), katodda vodorod ham, metallning o'zi ham ajralib chiqadi. Kam faol metallar sof shaklda (Cu, Ag) katodda cho'kadi.
E'tibor bering, alyuminiy kuchlanish seriyasida faol va o'rta faol metallar orasidagi chegara hisoblanadi. Katodda elektroliz paytida alyuminiygacha bo'lgan metallar (shu jumladan!) kamaymaydi, ularning o'rniga suv molekulalari kamayadi - vodorod chiqariladi.
Vodorod ionlari - H + katodga kirsa (masalan, HCl, H 2 SO 4 kislotalarning elektrolizi paytida), vodorod kislota molekulalaridan qaytariladi: 2H + - 2e = H 2
Anod
Anionlar anodga tortiladi - manfiy zaryadlangan ionlar: SO 4 2-, PO 4 3-, Cl -, Br -, I -, F -, S 2-, CH 3 COO -.


Kislorodli anionlarni elektroliz qilishda: SO 4 2-, PO 4 3- - anodda anionlar emas, balki kislorod ajralib chiqadigan suv molekulalari oksidlanadi.
Kislorodsiz anionlar oksidlanadi va tegishli galogenlarni chiqaradi. Oltingugurt oksidlanishining oksidlanishida sulfid ioni. Istisno ftordir - agar u anodga kirsa, u holda suv molekulasi chiqariladi va kislorod chiqariladi. Ftor eng elektronegativ element bo'lib, shuning uchun istisno hisoblanadi.
Organik kislotalarning anionlari maxsus tarzda oksidlanadi: karboksil guruhiga qo'shni radikal ikki baravar ko'payadi va karboksil guruhining (COO) o'zi karbonat angidrid - CO 2 ga aylanadi.
Yechim misollari
Jismoniy mashqlar paytida siz faollik qatorida e'tibordan chetda qolgan metallarga duch kelishingiz mumkin. Trening bosqichida siz metall bilan ishlashning keng doirasini qo'llashingiz mumkin.


Endi siz katodda nima chiqarilishini aniq bilib olasiz ;-)
Shunday ekan, mashq qilaylik. AgCl, Cu (NO 3) 2, AlBr 3, NaF, FeI 2, CH 3 COOLi eritmalarini elektroliz qilishda katod va anodda nima hosil bo'lishini aniqlaymiz.


Ba'zida vazifalar elektroliz reaktsiyasini qayd qilishni talab qiladi. Men sizga xabar beraman: agar siz katodda nima hosil bo'lganini va anodda nima ekanligini tushunsangiz, unda reaktsiyani yozish qiyin emas. Masalan, NaCl elektrolizini oling va reaksiyani yozing:
NaCl + H 2 O → H 2 + Cl 2 + NaOH
Natriy faol metalldir, shuning uchun vodorod katodda ajralib chiqadi. Anion kislorodni o'z ichiga olmaydi, galogen - xlor chiqariladi. Biz tenglamani yozamiz, shuning uchun biz natriyni izsiz bug'lanishiga majburlay olmaymiz :) Natriy suv bilan reaksiyaga kirishib, NaOH hosil qiladi.
CuSO 4 uchun elektroliz reaktsiyasini yozamiz:
CuSO 4 + H 2 O → Cu + O 2 + H 2 SO 4
Mis past faol metallarga tegishli, shuning uchun uning o'zi katodda sof shaklda chiqariladi. Anion kislorod o'z ichiga oladi, shuning uchun reaktsiyada kislorod chiqariladi. Sulfat ioni hech qayerda yoʻqolib ketmaydi, u suvning vodorodi bilan qoʻshilib, kulrang kislotaga aylanadi.
Eritmalarning elektrolizi
Biz shu paytgacha muhokama qilgan hamma narsa erituvchi suv bo'lgan eritmalarning elektrolizi bilan bog'liq edi.
Sanoat kimyosi oldida muhim vazifa - metallarni (moddalarni) sof holda olish turibdi. Eritmalarni elektroliz qilish orqali kam faol metallarni (Ag, Cu) osonlik bilan olish mumkin.
Ammo faol metallar haqida nima deyish mumkin: Na, K, Li? Haqiqatan ham, ularning eritmalarini elektroliz qilish jarayonida ular katodda sof shaklda ajralib chiqmaydi, aksincha, suv molekulalari kamayadi va vodorod ajralib chiqadi. Bu erda suv bo'lmagan eritmalar foydali bo'ladi.


Suvsiz eritmalarda reaktsiyalar yanada sodda tarzda yoziladi: moddalar o'zlarining tarkibiy qismlariga parchalanadi:
AlCl 3 → Al + Cl 2
LiBr → Li + Br 2
© Bellevich Yuriy Sergeevich 2018-2020
Ushbu maqola Yuriy Sergeevich Bellevich tomonidan yozilgan va uning intellektual mulki hisoblanadi. Mualliflik huquqi egasining oldindan roziligisiz ma'lumotlar va ob'ektlardan nusxa olish, tarqatish (shu jumladan Internetdagi boshqa saytlar va resurslarga nusxa ko'chirish yo'li bilan) yoki boshqa har qanday tarzda foydalanish qonun bilan jazolanadi. Maqolaning materiallarini olish va ulardan foydalanishga ruxsat olish uchun, iltimos, qarang
Elektroliz - bu eritma yoki elektrolit eritmasidan doimiy elektr toki o'tkazilsa, elektrodlarda sodir bo'ladigan oksidlanish-qaytarilish reaktsiyasi.
Katod elektronlarni kationlarga beradigan qaytaruvchi vositadir.
Anod anionlardan elektronlarni qabul qiluvchi oksidlovchi moddadir.