Ряд стандартных электродных потенциалов составлен в порядке увеличения алгебраического значения стандартных , электродных потенциалов металлов Е0.
Стандартный электродный потенциал — это потенциал металла, определенный относительно стандартного (нормального) водородного электрода, при условии, что концентрация ионов водорода Н+ и ионов испытуемого металла Men+ равны 1 моль-ион/л при стандартных условиях (298К, 101кП). Ряд стандартных электродных потенциалов служит для сравнительной характеристики свойств атомов и ионов металлов в растворе.
Задача. Напишите уравнение реакции электролиза расплва КВг.
Решение. В расплаве бромид калия диссоциирует на ионы
KBr => K+ Br
Образующиеся положительно заряженные ионы калия под действием электрического тока перемещаются к отрицательному электроду(катоду)и принимают от него электроны (восстанавливаются):
К+ + е-= К0.
Отрицательно заряженные бромид-ионы под действием электрического тока перемещаются к положительному электроду — аноду - и отдают электроны (окисляются):
2Br =>Br2 + 2e
Суммарное уравнение реакции в молекулярном виде:
2KBr - => 2K + Br2+ |
Электролизом расплавов солей получают щелочные и щелочноземельные металлы в промышленности.
Задача. Какие реакции будут протекать на электродах при электролизе водного раствора нитрата никеля (II) с инертными электродами?
Решение. Нитрат никеля (II) — сильный электролит и диссоциирует в растворе:
Ni(NO3)2 < = > Ni + 2NO3
Вода хотя и слабый электролит , диссоциирует H2O < = > H +OH
Следовательно, в растворе имеется очень много ионов Ni2++, NO3 и очень мало ионов Н+ и ОН-.
Под действием электрического тока ионы Ni2+ и Н+ двигаются к катоду (—), a N0+3 и ОН- — к аноду (+). Так как стандартный электродный потенциал никелевого электрода равен —0,25 В, то на катоде будут протекать параллельно два процесса: восстановление катионов никеля Ni2+ и 2е- --> Ni0 и катионов водорода 2Н+ + 2е- —> Н20. У анода скапливаются анионы N0- и ОН-, но окислению легче подвергаются гидроксид-ионы: 4ОН- --> 4е + 2Н20 + 02.
При протекании на одном из электродов нескольких параллельных процессов в суммарное уравнение пишут только тот, который протекает преимущественно. В данном случае не учитывается процесс восстановления катионов водорода, так как концентрация ионов Н+ в растворе чрезвычайно мала, а концентрация ионов Ni2+ велика, значение электродного потенциала не слишком низкое, чтобы оставаться в растворе. Поэтому основной процесс на катоде — Ni2+ + 2е- —* Ni0.
Суммарное уравнение реакции:
2Ni(N03), + 2Н2О = 2Ni + 02 + 4HNO3
Задача. Имеется раствор смеси солей: сульфата натрия, сульфата марганца (II) и сульфата меди (II). Какие вещества и в какой последовательности выделяется при электролизе этого раствора?
Решение. По ряду стандартных электродных потенциалов определяем: