Электролиз – процесс расщепления/разрушения вещества под действием электрического тока. Всегда сопровождается окислительно-восстановительными реакциями. Он может быть для растворов солей, кислот и щелочей, а также для расплавов солей, оксидов и др.
Предлагаю сразу вспомнить, какие бывают проводники!
Проводники первого рода – металлы и сплавы, которые обеспечивают истинно электронную проводимость. А проводники второго рода обеспечивают ионную проводимость (растворы/расплавы электролитов), движение частиц будет проходить через раствор (электролит). Это происходит в электролизере, в который опускаются электроды, сделанные из истинных проводников.
Электрод – электрический проводник, имеющий электронную проводимость (проводник 1-го рода) и находящийся в контакте с ионным проводником – электролитов (проводник 2-го рода). В рамках ЕГЭ электроды всегда инертны (неактивны) – графитовые, угольные, платиновые, иридиевые.
Обсудим, непосредственно, электролиз! В электролизер попадет какое-либо соединение и диссоциирует, а под действием электрического поля расходится на катод и анод. На катоде отрицательный заряд, к нему приходят катионы, на аноде положительный заряд, к нему приходят анионы. Далее через раствор будет двигаться электрический ток, будет происходить движение электронов, что приведет к химическим реакциям.
Катодный процесс (раствор)
Чтобы определить, что образуется на катоде, нужно обратить внимание на ряд активности металлов, который будет вам предоставлен на ЕГЭ:
- до алюминия включительно выделяется водород, так как происходит электролиз воды;
- после алюминия до водорода – водород и металл;
- металлы после водорода – металл, который будет падать в осадок и постепенно покрывать поверхность электрода.
Советуем сразу на ряду активности металлов обозначить три промежутка и подписать, что выделяется на катоде в каждом случае!
Анодный процесс (раствор)
В данном случае мы также выделяем группы анионов:
- бескислородные кислотные остатки (Cl-, I-, Br-, S2-) – выделяются неметаллы, например, хлор, бром и т. д.;
- кислородсодержащие кислотные остатки + фториды (F-) – всегда выделяется кислород;
- анионы органических солей (RCOO-) – образуется СО2 и углеводород с удвоеным радикалом из соли (R-R), например, из ацетат-иона выделяется углекислый газ и этан.
Электролиз расплавов – используется для получения активных металлов (щелочные, щелочно-земельные) и фтора. В ЕГЭ встречается частный случай получения алюминия: электролиз расплава оксида алюминия в криолите [Na3[AlF6]].
Катодный процесс (расплав)
В данном случае все гораздо проще: независимо от положения металла в ряду активности выделяется тот же металл. Например, если дан катион натрия, то выделятся натрий.
Анодный процесс (расплав)
- На аноде отличия заключаются в электролизе фторида: образуется не кислород, а летучий фтор;
- Если кислотный остаток с гетероатомом в не максимальной степени окисления, например, SO3^2-, то образуется оксид SO3.
- Если кислотный остаток с гетероатомом в максимальной степени окисления, например, SO4^2-, то образуется кислород и оксид SO3.
Стань покорителем химии вместе с нами!
В этой статье мы рассмотрели все особенности электролиза! Для сдачи ЕГЭ на высокие баллы необходимо научиться применять знания на заданиях формата экзамена. В онлайн школе Lomonosov.school вы сможете не только наработать свои знания для сдачи ЕГЭ, но и научитесь применять их для решения заданий на электролиз.