שזורם תחת פעולת זרם חשמלי על אלקטרודות הטבולות בתמיסה או באלקטרוליט מותך.

ישנם שני סוגים של אלקטרודות.

אָנוֹדָה חִמצוּן.

קָטוֹדָההיא האלקטרודה שבה התאוששות. אניונים נוטים לאנודה כי יש לה מטען חיובי. קטיונים נוטים לקתודה, מכיוון שהיא טעונה שלילי ולפי חוקי הפיזיקה, מטענים מנוגדים מושכים. בכל תהליך אלקטרוכימי, שתי האלקטרודות קיימות. המכשיר שבו מתבצעת אלקטרוליזה נקרא אלקטרוליזר. אורז. אחד.

המאפיינים הכמותיים של אלקטרוליזה מתבטאים בשני חוקי פאראדיי:

1) מסת החומר המשתחרר על האלקטרודה עומדת ביחס ישר לכמות החשמל שעברה באלקטרוליט.

2) במהלך האלקטרוליזה של תרכובות כימיות שונות, אותן כמויות של חשמל פולטות המוני חומרים על האלקטרודות, פרופורציונליות למקבילות האלקטרוכימיות שלהן.

ניתן לשלב את שני החוקים הללו במשוואה אחת:

איפה Mהיא מסת החומר המשוחרר, g;

נהוא מספר האלקטרונים המועברים בתהליך האלקטרודה;

והוא מספר פאראדיי ( ו=96485 C/mol)

אני– חוזק זרם, A;

ט– זמן, ש;

Mהיא המסה המולרית של החומר המשוחרר, g/mol.

עם אלקטרוליזה תמיסות מימיותתהליכי האלקטרודה מסובכים בגלל התחרות של יונים (מולקולות מים יכולות להשתתף גם באלקטרוליזה). התאוששות בקתודה נובעת ממיקום המתכת בסדרה של פוטנציאלים סטנדרטיים של אלקטרודות.

קטיוני מתכת, בעלי פוטנציאל אלקטרודה סטנדרטי גדול מזה של מימן (מ-Cu2+ ל-Au3+), מופחתים כמעט לחלוטין בקתודה במהלך האלקטרוליזה. Me n+ + nē →Me קטיוני מתכת עם פוטנציאל אלקטרודה סטנדרטי נמוך (Li2+ עד Al3+ כולל) אינם מופחתים בקתודה, אלא מולקולות מים מצטמצמות במקום זאת. 2H2O + 2ē → H2 + 2OH- קטיוני מתכת בעלי פוטנציאל אלקטרודה סטנדרטי הנמוך מזה של מימן, אך גדול מזה של אלומיניום (מ-Mn2+ ל-H), מופחתים בו-זמנית עם מולקולות מים במהלך אלקטרוליזה בקתודה. Me n+ + nē → Me 2H2O + 2ē → H2 + 2OH- בנוכחות מספר קטיונים בתמיסה, הקטיונים של המתכת הפחות פעילה מצטמצמים קודם כל על הקתודה.

דוגמה נתרן גופרתי (Na2SO4)

Na2SO4↔ 2Na++ SO42-

קתודה: 2H2O + 2e → H2 + 2OH-

אנודה: 2H2O - 4e → O2 + 4H+

4OH-- 4H+→ 4H2O

על ידי אלקטרוליזה נמסמתקבלות מתכות ריאקטיביות רבות. במהלך ההתנתקות של נמס הנתרן סולפט נוצרים יוני נתרן ויוני סולפט.

Na2SO4 → 2Na+ + SO42−

- נתרן משתחרר בקתודה:

Na+ + 1e− → Na

- חמצן ותחמוצת גופרית (VI) משתחררים באנודה:

2SO42− − 4 e− → 2SO3 + О2

- המשוואה היונית הכוללת של התגובה (משוואת תהליך הקתודה הוכפלה ב-4)

4 Na+ + 2SO42− → 4 Na 0 + 2SO3 + O2

תגובה כוללת:

4 Na2SO44 Na 0 + 2SO3 + O2

אלקטרוליזה של מלחים מותכים

כדי להשיג מתכות פעילות מאוד (נתרן, אלומיניום, מגנזיום, סידן וכו'), המתקשרות בקלות עם מים, נעשה שימוש באלקטרוליזה של מלחים מותכים או תחמוצות:

1. אלקטרוליזה של נחושת (II) כלוריד נמס.

תהליכי אלקטרודה יכולים להתבטא כחצי תגובות:

בקתודה K(-): Сu 2+ + 2e = Cu 0 - הפחתה קתודית

באנודה A (+): 2Cl - - 2e \u003d Cl 2 - חמצון אנודי

התגובה הכוללת של הפירוק האלקטרוכימי של חומר היא סכום של שתי חצי תגובות אלקטרודה, ולגבי כלוריד נחושת היא מתבטאת במשוואה:

Cu 2+ + 2 Cl - \u003d Cu + Cl 2

במהלך האלקטרוליזה של אלקליות ומלחים של חומצות אוקסו, משתחרר חמצן באנודה:

4OH - - 4e \u003d 2H 2 O + O 2

2SO 4 2– - 4e \u003d 2SO 3 + O 2

2. אלקטרוליזה של נמס אשלגן כלוריד:

אלקטרוליזה של תמיסה

השילוב של תגובות חיזור המתרחשות על אלקטרודות בתמיסות אלקטרוליטים או נמסות כאשר מועבר דרכן זרם חשמלי נקרא אלקטרוליזה.

על הקתודה "-" של מקור הזרם מתרחש תהליך העברת אלקטרונים לקטיונים מתמיסה או נמס, ולכן הקתודה היא "חומר מפחית".

באנודת "+", אלקטרונים נפלטים על ידי אניונים, כך שהאנודה היא "חומר מחמצן".

במהלך אלקטרוליזה, תהליכים מתחרים יכולים להתרחש הן באנודה והן בקתודה.

כאשר אלקטרוליזה מתבצעת באמצעות אנודה אינרטית (לא מתכלה) (לדוגמה, גרפיט או פלטינה), ככלל, מתחרים שני תהליכי חימצון ושני תהליכי הפחתה:
באנודה - חמצון של אניונים ויוני הידרוקסיד,
בקתודה - הפחתת קטיונים ויוני מימן.

כאשר אלקטרוליזה מתבצעת באמצעות אנודה פעילה (מתכלה), התהליך הופך מסובך יותר והתגובות המתחרות על האלקטרודות הן:
באנודה - חמצון של אניונים ויוני הידרוקסיד, פירוק אנודי של המתכת - חומר האנודה;
בקתודה - הפחתת קטיון המלח ויוני המימן, הפחתת קטיוני מתכת המתקבלים בהמסת האנודה.

כאשר בוחרים את התהליך הסביר ביותר באנודה ובקתודה, יש לצאת מהעמדה שהתגובה הדורשת את צריכת האנרגיה המינימלית תתקדם. בנוסף, כדי לבחור את התהליך הסביר ביותר באנודה ובקתודה במהלך האלקטרוליזה של תמיסות מלח עם אלקטרודה אינרטית, נעשה שימוש בכללים הבאים:

1. המוצרים הבאים עשויים להיווצר באנודה:

א) במהלך האלקטרוליזה של תמיסות המכילות אניונים SO 4 2-, NO - 3, PO 4 3-, כמו גם תמיסות אלקליות על האנודה, מים מתחמצנים ומשתחרר חמצן;

A + 2H 2 O - 4e - \u003d 4H + + O 2

ב) במהלך החמצון של אניונים משתחררים Cl - , Br - , I - כלור, ברום, יוד, בהתאמה;

A + Cl - + e - \u003d Cl 0

2. המוצרים הבאים יכולים להיווצר על הקתודה:

א) במהלך האלקטרוליזה של תמיסות מלח המכילות יונים הממוקמות בסדרה של מתחים משמאל ל-Al 3+, המים מצטמצמים על הקתודה ומשתחרר מימן;

K - 2H 2 O + 2e - \u003d H 2 + 2OH -

ב) אם יון המתכת ממוקם בסדרת המתח מימין למימן, אז מתכת משתחררת בקתודה.

K - Me n + + ne - \u003d Me 0

ג) במהלך האלקטרוליזה של תמיסות מלח המכילות יונים הממוקמות בסדרה של מתחים בין Al + ו- H +, יכולים להתרחש תהליכים מתחרים של הפחתת קטונים והתפתחות מימן בקתודה.

דוגמה: אלקטרוליזה של תמיסה מימית של חנקתי כסף על אלקטרודות אינרטיות

ניתוק של חנקתי כסף:

AgNO 3 \u003d Ag + + NO 3 -

במהלך האלקטרוליזה של תמיסה מימית של AgNO 3, יוני Ag + מופחתים בקתודה, ומולקולות מים מתחמצנות באנודה:

קתודה: Ag + + e = A g

אנודה: 2H 2 O - 4e \u003d 4H + + O 2

משוואת סיכום:_______________________________________________________

4AgNO 3 + 2H 2 O \u003d 4Ag + 4HNO 3 + O 2

צור תוכניות לאלקטרוליזה של תמיסות מימיות: א) גופרת נחושת; ב) מגנזיום כלוריד; ג) אשלגן גופרתי.

בכל המקרים, אלקטרוליזה מתבצעת באמצעות אלקטרודות פחמן.

דוגמה: אלקטרוליזה של תמיסה מימית של נחושת כלוריד על אלקטרודות אינרטיות

ניתוק של נחושת כלוריד:

CuCl 2 ↔ Сu 2+ + 2Cl -

התמיסה מכילה יוני Cu 2+ ו- 2Cl - אשר, תחת פעולת זרם חשמלי, מופנים לאלקטרודות המתאימות:

קתודה - Cu 2+ + 2e = Cu 0

אנודה + 2Cl - - 2e = Cl 2

_______________________________

CuCl 2 \u003d Cu + Cl 2

נחושת מתכתית משתחררת בקתודה, וגז כלור משתחרר באנודה.

אם, בדוגמה הנחשבת של אלקטרוליזה של תמיסת CuCl 2, לוח נחושת נלקח כאנודה, אזי נחושת משתחררת בקתודה, ובאנודה, שבה מתרחשים תהליכי חמצון, במקום לפרוק יוני Cl 0 ולשחרר כלור , האנודה (נחושת) מתחמצנת.

במקרה זה, האנודה עצמה מתמוססת, ובצורה של יוני Cu 2+ היא נכנסת לתמיסה.

ניתן לכתוב את האלקטרוליזה של CuCl 2 עם אנודה מסיסה באופן הבא:

האלקטרוליזה של תמיסות מלח עם אנודה מסיסים מצטמצמת לחמצון חומר האנודה (המסתו) ומלווה בהעברת מתכת מהאנודה לקתודה. מאפיין זה נמצא בשימוש נרחב בזיקוק (טיהור) של מתכות מזיהום.

דוגמה: אלקטרוליזה של תמיסה מימית של מגנזיום כלוריד על אלקטרודות אינרטיות

פירוק מגנזיום כלוריד בתמיסה מימית:

MgCl 2 ↔ Mg 2+ + 2Cl -

אי אפשר להפחית יוני מגנזיום בתמיסה מימית (מים מופחתים), יוני כלוריד מתחמצנים.

ערכת אלקטרוליזה:

דוגמה: אלקטרוליזה של תמיסה מימית של סולפט נחושת על אלקטרודות אינרטיות

בתמיסה, סולפט נחושת מתפרק ליונים:

CuSO 4 \u003d Cu 2+ + SO 4 2-

ניתן להפחית יוני נחושת בקתודה בתמיסה מימית.

יוני סולפט בתמיסה מימית אינם מתחמצנים, ולכן המים יתחמצנו באנודה.

ערכת אלקטרוליזה:

אלקטרוליזה של תמיסה מימית של מלח מתכת פעיל וחומצה המכילה חמצן (K 2 SO 4) על אלקטרודות אינרטיות

דוגמה: התנתקות של אשלגן גופרתי בתמיסה מימית:

K 2 SO 4 \u003d 2K + + SO 4 2-

יוני אשלגן ויוני סולפט אינם ניתנים לשחרור באלקטרודות בתמיסה מימית, לכן תתרחש הפחתה בקתודה, והמים יתחמצנו באנודה.

ערכת אלקטרוליזה:

או, בהינתן ש- 4H + + 4OH - \u003d 4H 2 O (מתבצע תוך ערבוב),

H 2 O 2H 2 + O 2

אם מועבר זרם חשמלי דרך תמיסה מימית של מלח מתכת פעיל וחומצה המכילה חמצן, אז לא קטיוני המתכת ולא יונים של שאריות החומצה נפרקים.

מימן משתחרר בקתודה, וחמצן משתחרר באנודה, והאלקטרוליזה מופחתת לפירוק אלקטרוליטי של מים.

אלקטרוליזה של נמס נתרן הידרוקסיד

האלקטרוליזה של מים מתבצעת תמיד בנוכחות אלקטרוליט אינרטי (כדי להגביר את המוליכות החשמלית של אלקטרוליט חלש מאוד - מים):

חוק פאראדיי

ניתן לקבוע את התלות של כמות החומר שנוצרת תחת פעולת זרם חשמלי בזמן, חוזק זרם ואופי האלקטרוליט על בסיס חוק פאראדיי המוכלל:

כאשר m היא מסת החומר שנוצר במהלך אלקטרוליזה (g);

E - מסה שווה ערך של חומר (g/mol);

M היא המסה המולרית של החומר (g/mol);

n הוא מספר האלקטרונים שניתנו או שהתקבלו;

I - חוזק הנוכחי (A); t הוא משך התהליך(ים);

F - הקבוע של פאראדיי המאפיין את כמות החשמל הנדרשת לשחרור מסה שווה ערך אחת של חומר (F = 96,500 C/mol = 26.8 Ah/mol).

הידרוליזה של תרכובות אנאורגניות

האינטראקציה של יוני מלח עם מים, המובילה ליצירת מולקולות אלקטרוליטים חלשות, נקראת הידרוליזה של מלח.

אם ניקח בחשבון מלח כתוצר של נטרול בסיס עם חומצה, אז ניתן לחלק את המלחים לארבע קבוצות, שלכל אחת מהן ההידרוליזה תתנהל בדרכה.

1. מלח שנוצר מבסיס חזק וחומצה חזקה KBr, NaCl, NaNO 3) לא יעבור הידרוליזה, שכן במקרה זה לא נוצר אלקטרוליט חלש. התגובה של המדיום נשארת ניטרלית.

2. במלח שנוצר על ידי בסיס חלש וחומצה חזקה FeCl 2, NH 4 Cl, Al 2 (SO 4) 3, MgSO 4), הקטיון עובר הידרוליזה:

FeCl 2 + HOH → Fe(OH)Cl + HCl

Fe 2+ + 2Cl - + H + + OH - → FeOH + + 2Cl - + H +

כתוצאה מהידרוליזה נוצר אלקטרוליט חלש, יון H + ויונים נוספים. pH של תמיסה< 7 (раствор приобретает кислую реакцию).

3. מלח הנוצר מבסיס חזק וחומצה חלשה (KClO, K 2 SiO 3, Na 2 CO 3, CH 3 COONa) עובר הידרוליזה של אניונים, וכתוצאה מכך נוצר אלקטרוליט חלש, יון הידרוקסיד ויונים נוספים.

K 2 SiO 3 + HOH → KHSiO 3 + KOH

2K + +SiO 3 2- + H + + OH - → HSiO 3 - + 2K + + OH -

ה-pH של תמיסות כאלה הוא > 7 (התמיסה מקבלת תגובה בסיסית).

4. מלח הנוצר מבסיס חלש וחומצה חלשה (CH 3 COONH 4, (NH 4) 2 CO 3, Al 2 S 3) עובר הידרוליזה הן על ידי הקטיון והן על ידי האניון. כתוצאה מכך נוצרים בסיס וחומצה בעלי ניתוק נמוך. ה-pH של תמיסות של מלחים כאלה תלוי בחוזק היחסי של החומצה והבסיס.

אלגוריתם לכתיבת משוואות לתגובות הידרוליזה של מלח של חומצה חלשה ובסיס חזק

ישנן מספר אפשרויות להידרוליזה של מלחים:

1. הידרוליזה של מלח של חומצה חלשה ובסיס חזק: (CH 3 COONa, KCN, Na 2 CO 3).

דוגמה 1 הידרוליזה של נתרן אצטט.

או CH 3 COO - + Na + + H 2 O ↔ CH 3 COOH + Na + + OH -

CH 3 COO - + H 2 O ↔ CH 3 COOH + OH -

מכיוון שחומצה אצטית מתנתקת בצורה חלשה, יון האצטאט קושר את יון H+, ושיווי המשקל של פירוק המים עובר ימינה לפי העיקרון של Le Chatelier.

OH - יונים מצטברים בתמיסה (pH > 7)

אם המלח נוצר על ידי חומצה רב-בסיסית, ההידרוליזה ממשיכה בשלבים.

לדוגמה, הידרוליזה של קרבונט: Na 2 CO 3

שלב I: CO 3 2– + H 2 O ↔ HCO 3 – + OH –

שלב II: HCO 3 - + H 2 O ↔ H 2 CO 3 + OH -

Na 2 CO 3 + H 2 O \u003d NaHCO 3 + NaOH

חשיבות מעשית היא בדרך כלל רק התהליך שעובר את השלב הראשון, אשר, ככלל, מוגבל בעת הערכת הידרוליזה של מלחים.

שיווי המשקל של ההידרוליזה בשלב השני מוזז באופן משמעותי שמאלה בהשוואה לשיווי המשקל של השלב הראשון, שכן אלקטרוליט חלש יותר (HCO 3 -) נוצר בשלב הראשון מאשר בשלב השני (H 2 CO 3)

דוגמה 2. הידרוליזה של רובידיום אורתופוספט.

1. קבע את סוג ההידרוליזה:

Rb3PO4 ↔ 3Rb + + ת.ז 4 3–

רובידיום היא מתכת אלקלית, הידרוקסיד שלה הוא בסיס חזק, חומצה זרחתית, במיוחד בשלב השלישי של הניתוק שלה, המקביל ליצירת פוספטים, היא חומצה חלשה.

הידרוליזה של אניונים מתרחשת.

PO 3- 4 + H–OH ↔ HPO 2- 4 + OH – .

מוצרים - הידרופוספט ויוני הידרוקסיד, בינוני - אלקליין.

3. נרכיב משוואה מולקולרית:

Rb 3 PO 4 + H 2 O ↔ Rb 2 HPO 4 + RbOH.

קיבלנו מלח חומצי - רובידיום מימן פוספט.

אלגוריתם לכתיבת משוואות לתגובות הידרוליזה של מלח של חומצה חזקה ובסיס חלש

2. הידרוליזה של מלח של חומצה חזקה ובסיס חלש: NH 4 NO 3, AlCl 3, Fe 2 (SO 4) 3.

דוגמה 1. הידרוליזה של אמוניום חנקתי.

NH 4 + + NO 3 - + H 2 O ↔ NH 4 OH + NO 3 - + H +

NH 4 + + H 2 O ↔ NH 4 OH + H +

במקרה של קטיון טעון רב, ההידרוליזה מתקדמת בשלבים, למשל:

שלב I: Cu 2+ + HOH ↔ CuOH + + H +

שלב II: CuOH + + HOH ↔ Cu(OH) 2 + H +

CuCl 2 + H 2 O \u003d CuOHCl + HCl

במקרה זה, גם ריכוז יוני המימן וה-pH של התווך בתמיסה נקבעים בעיקר על ידי השלב הראשון של ההידרוליזה.

דוגמה 2 הידרוליזה של סולפט נחושת(II).

1. קבע את סוג ההידרוליזה. בשלב זה, יש צורך לכתוב את משוואת ניתוק המלח:

CuSO4 ↔ Cu 2+ + SO2-4.

מלח נוצר על ידי קטיון של בסיס חלש (עם קו תחתון) ואניון של חומצה חזקה. הידרוליזה מתרחשת בקטיון.

2. אנו כותבים את משוואת ההידרוליזה היונית, קובעים את הסביבה:

Cu 2+ + H-OH ↔ CuOH + + H + .

נוצר קטיון הידרוקסמפר(II) ויון מימן, המדיום הוא חומצי.

3. ניצור משוואה מולקולרית.

יש לקחת בחשבון שהרכבת משוואה כזו היא משימה פורמלית מסוימת. מחלקיקים חיוביים ושליליים בתמיסה, אנו מרכיבים חלקיקים ניטרליים שקיימים רק על הנייר. במקרה זה, נוכל ליצור את הנוסחה (CuOH) 2 SO 4, אך לשם כך עלינו להכפיל נפשית את המשוואה היונית שלנו בשניים.

אנחנו מקבלים:

2CuSO 4 + 2H 2 O ↔ (CuOH) 2 SO 4 + H 2 SO 4.

שימו לב שתוצר התגובה שייך לקבוצת המלחים הבסיסיים. שמות המלחים הבסיסיים, כמו גם שמות המלחים האמצעיים, צריכים להיות מורכבים משמות האניון והקטיון, במקרה זה נקרא למלח "הידרוקסומדי(II) סולפט".

אלגוריתם לכתיבת משוואות לתגובות הידרוליזה של מלח של חומצה חלשה ובסיס חלש

3. הידרוליזה של מלח של חומצה חלשה ובסיס חלש:

דוגמה 1 הידרוליזה של אמוניום אצטט.

CH 3 COO - + NH 4 + + H 2 O ↔ CH 3 COOH + NH 4 OH

במקרה זה נוצרות שתי תרכובות מפורקות מעט, וה-pH של התמיסה תלוי בחוזק היחסי של החומצה והבסיס.

אם ניתן להסיר את תוצרי ההידרוליזה מהתמיסה, למשל, בצורה של משקעים או חומר גזי, אז ההידרוליזה ממשיכה להשלמה.

דוגמה 2 הידרוליזה של אלומיניום גופרתי.

Al 2 S 3 + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H 2 S

2A l 3+ + 3 S 2- + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 (משקעים) + ZN 2 S (גז)

דוגמה 3 הידרוליזה של אלומיניום אצטט

1. קבע את סוג ההידרוליזה:

Al(CH 3 COO) 3 = אל 3+ + 3CH 3 COO – .

מלח נוצר על ידי קטיון של בסיס חלש ואניונים של חומצה חלשה.

2. אנו כותבים את משוואות ההידרוליזה היונית, קובעים את הסביבה:

Al 3+ + H–OH ↔ AlOH 2+ + H + ,

CH 3 COO - + H-OH ↔ CH 3 COOH + OH - .

בהתחשב בכך שאלומיניום הידרוקסיד הוא בסיס חלש מאוד, אנו מניחים שההידרוליזה בקטיון תתקדם במידה רבה יותר מאשר באניון. לכן, יהיה עודף של יוני מימן בתמיסה, והסביבה תהיה חומצית.

אל תנסה לעשות כאן את המשוואה הכוללת של התגובה. שתי התגובות הן הפיכות, בשום אופן לא קשורות זו לזו, ולסיכום כזה אין משמעות.

3 . נרכיב את המשוואה המולקולרית:

Al (CH 3 COO) 3 + H 2 O \u003d AlOH (CH 3 COO) 2 + CH 3 COOH.

זהו גם תרגיל רשמי לאימון בניסוח מלחים ובמינוח שלהם. המלח שיתקבל ייקרא הידרוקסואלומיניום אצטט.

אלגוריתם לכתיבת משוואות לתגובות הידרוליזה של מלח של חומצה חזקה ובסיס חזק

4. מלחים הנוצרים מחומצה חזקה ובסיס חזק אינם עוברים הידרוליזה, כי התרכובת היחידה המתפרקת נמוכה היא H 2 O.

מלח של חומצה חזקה ובסיס חזק אינו עובר הידרוליזה והתמיסה ניטרלית.

אלקטרוליזה היא תגובת חיזור המתרחשת על אלקטרודות אם מועבר זרם חשמלי קבוע דרך התמיסה או אלקטרוליט.

הקתודה היא חומר מפחית התורם אלקטרונים לקטיונים.

האנודה היא מחמצן שמקבל אלקטרונים מהאניונים.

סדרת פעילות של קטיונים:	Na + , Mg 2+ , Al 3+ , Zn 2+ , Ni 2+ , Sn 2+ , Pb 2+ , H+ , Cu 2+ , Ag + _____________________________→ חיזוק כוח החמצון
סדרת פעילות אניונים:	I - , Br - , Cl - , OH - , NO 3 - , CO 3 2- , SO 4 2- ←__________________________________ הגברת יכולת ההתאוששות

תהליכים המתרחשים על אלקטרודות במהלך אלקטרוליזה של נמסים

(לא תלויים בחומר האלקטרודות ובאופי היונים).

1. אניונים נפלטים באנודה (א מ - ; הו-

A m - - m ē → A °; 4 OH - - 4ē → O 2 + 2 H 2 O (תהליכי חמצון).

2. קטיונים נפרקים בקתודה ( Me n + , H + ), הופכים לאטומים או למולקולות ניטרליות:

Me n + + n ē → Me °; 2 H + + 2ē → H 2 0 (תהליכי שחזור).

תהליכים המתרחשים על האלקטרודות במהלך אלקטרוליזה של תמיסות

CATHODE (-) אל תהיה תלוי בחומר הקתודה; תלוי במיקום המתכת בסדרה של מתחים	ANOD (+) תלוי בחומר האנודה ובאופי האניונים.
	האנודה אינה מסיסה (אינרטית), כלומר. נוצר מ פחם, גרפיט, פלטינה, זהב.	האנודה מסיסה (פעילה), כלומר. נוצר מCu, א.ג, Zn, ני, Feומתכות אחרות (למעטPt, Au)
1. קודם כל, קטיוני מתכת משוחזרים, עומדים בסדרה של מתחים לאחר מכןח 2 : Me n+ +nē → Me°	1. קודם כל, אניונים של חומצות נטולות חמצן מתחמצנים (למעטו - ): A m- - mē → A°	אניונים אינם מתחמצנים. אטומי מתכת האנודה מתחמצנים: Me° - nē → Me n+ קטיונים Me n + להיכנס לפתרון. מסת האנודה מצטמצמת.
2. קטיוני מתכת בעלי פעילות בינונית, עומדים ביניהםאל ו ח 2 , משוחזרים בו זמנית עם מים: Me n+ + nē →Me° 2H 2 O + 2ē → H 2 + 2OH -	2. אניונים של חומצות אוקסו (כך 4 2- , שיתוף 3 2- ,..) ו ו - לא מתחמצנים, מולקולות מתחמצנותח 2 O : 2H 2 O - 4ē → O 2 + 4H +
3.קטיונים של מתכות פעילות מלי לפני אל (כולל) לא משוחזרות, אבל מולקולות משוחזרותח 2 O : 2 H 2 O + 2ē → H 2 + 2OH -	3. במהלך האלקטרוליזה של תמיסות אלקליות מתחמצנים יוניםהו- : 4OH - - 4ē → O 2 +2H 2 O
4. במהלך האלקטרוליזה של תמיסות חומצה, קטיונים מופחתים H+: 2H + + 2ē → H 2 0

אלקטרוליזה של נמסים

תרגיל 1. ערכו תרשים של האלקטרוליזה של נמס נתרן ברומיד. (אלגוריתם 1.)

רצף	נקיטת פעולות
	NaBr → Na + + Br -
	K - (קתודה): Na +, A + (אנודה): Br -
	K + : Na + + 1ē → Na 0 (התאוששות), A +: 2 Br - - 2ē → Br 2 0 (חמצון).
	2NaBr \u003d 2Na +Br 2

משימה 2. ערכו תרשים של אלקטרוליזה של נמס נתרן הידרוקסיד. (אלגוריתם 2.)

רצף	נקיטת פעולות
	NaOH → Na + + OH -
2. הצג את תנועת היונים לאלקטרודות המתאימות	K - (קתודה): Na +, A + (אנודה): OH -.
3. ערכו סכמות של תהליכי חמצון והפחתה	K - : Na + + 1ē → Na 0 (התאוששות), A +: 4 OH - - 4ē → 2 H 2 O + O 2 (חימצון).
4. ערכו משוואה לאלקטרוליזה של נמס אלקלי	4NaOH \u003d 4Na + 2H 2 O + O 2

משימה 3.ערכו תרשים של אלקטרוליזה של נמס של נתרן גופרתי. (אלגוריתם 3.)

רצף	נקיטת פעולות
1. חבר את משוואת ניתוק המלח	Na 2 SO 4 → 2Na + + SO 4 2-
2. הצג את תנועת היונים לאלקטרודות המתאימות	K - (קתודה): Na + A + (אנודה): SO 4 2-
	K -: Na + + 1ē → Na 0, A +: 2SO 4 2- - 4ē → 2SO 3 + O 2
4. ערכו משוואה לאלקטרוליזה של מלח מותך	2Na 2 SO 4 \u003d 4Na + 2SO 3 + O 2

אלקטרוליזה של פתרון

תרגיל 1.ערכו תכנית לאלקטרוליזה של תמיסה מימית של נתרן כלורי באמצעות אלקטרודות אינרטיות. (אלגוריתם 1.)

רצף	נקיטת פעולות
1. חבר את משוואת ניתוק המלח	NaCl → Na + + Cl -
	יוני נתרן בתמיסה אינם משוחזרים, ולכן המים משוחזרים. יוני כלור מתחמצנים.
3. ערכו דיאגרמות של תהליכי ההפחתה והחמצון	K -: 2H 2 O + 2ē → H 2 + 2OH - A +: 2Cl - - 2ē → Cl 2
	2NaCl + 2H 2 O \u003d H 2 + Cl 2 + 2NaOH

משימה 2.צייר תוכנית לאלקטרוליזה של תמיסה מימית של נחושת גופרתית ( II ) באמצעות אלקטרודות אינרטיות. (אלגוריתם 2.)

רצף	נקיטת פעולות
1. חבר את משוואת ניתוק המלח	CuSO 4 → Cu 2+ + SO 4 2-
2. בחרו את היונים שייפרקו באלקטרודות	יוני נחושת מופחתים בקתודה. באנודה בתמיסה מימית, יוני סולפט אינם מתחמצנים, ולכן המים מתחמצנים.
3. ערכו דיאגרמות של תהליכי ההפחתה והחמצון	K - : Cu 2+ + 2ē → Cu 0 A + : 2H 2 O - 4ē → O 2 +4H +
4. ערכו משוואה לאלקטרוליזה של תמיסת מלח מימית	2CuSO 4 + 2H 2 O \u003d 2Cu + O 2 + 2H 2 SO 4

משימה 3.ערכו תכנית לאלקטרוליזה של תמיסה מימית של תמיסה מימית של נתרן הידרוקסיד באמצעות אלקטרודות אינרטיות. (אלגוריתם 3.)

רצף	נקיטת פעולות
1. ערכו משוואה לפירוק של אלקלי	NaOH → Na + + OH -
2. בחרו את היונים שייפרקו באלקטרודות	אי אפשר להפחית את יוני הנתרן, ולכן המים מצטמצמים בקתודה. יוני הידרוקסיד מתחמצנים באנודה.
3. ערכו דיאגרמות של תהליכי ההפחתה והחמצון	K -: 2 H 2 O + 2ē → H 2 + 2 OH - A +: 4 OH - - 4ē → 2 H 2 O + O 2
4. ערכו משוואה לאלקטרוליזה של תמיסה מימית של אלקלי	2 H 2 O \u003d 2 H 2 + O 2 , כלומר אלקטרוליזה של תמיסה מימית של אלקלי מופחתת לאלקטרוליזה של מים.

זכור.באלקטרוליזה של חומצות המכילות חמצן (H 2 SO 4 וכו'), בסיסים (NaOH, Ca (OH) 2 וכו') , מלחים של מתכות פעילות וחומצות המכילות חמצן(K 2 SO 4 וכו') אלקטרוליזה של מים מתרחשת על האלקטרודות: 2 H 2 O \u003d 2 H 2 + O 2

משימה 4.צייר תוכנית לאלקטרוליזה של תמיסה מימית של חנקתי כסף באמצעות אנודה עשויה כסף, כלומר. האנודה מסיסה. (אלגוריתם 4.)

רצף	נקיטת פעולות
1. חבר את משוואת ניתוק המלח	AgNO 3 → Ag + + NO 3 -
2. בחרו את היונים שייפרקו באלקטרודות	יוני כסף מופחתים בקתודה, ואנודת הכסף מומסת.
3. ערכו דיאגרמות של תהליכי ההפחתה והחמצון	K-: Ag + + 1ē→ Ag 0 ; A+: Ag 0 - 1ē→ Ag +
4. ערכו משוואה לאלקטרוליזה של תמיסת מלח מימית	Ag + + Ag 0 = Ag 0 + Ag + אלקטרוליזה מצטמצמת להעברת כסף מהאנודה לקתודה.