Электролиз растворов и расплавов электролитов (1). Электролиз это процесс разложения расплавов и растворов электролитов под действием электрического тока
 Скачать 132.38 Kb.
|
|
Электролиз растворов и расплавов электролитов. ЭЛЕКТРОЛИЗ – это процесс разложения расплавов и растворов электролитов под действием электрического тока. В раствор или расплав какого-либо электролита опускают электроды: катод (-) и анод (+).  При этом ионы, образовавшиеся при диссоциации электролита, движутся к электродам и разряжаются на них, принимая или отдавая электроны.Электролиз расплавов.1)Расплав хлорида натрия. Он содержит катион натрия и анион хлора. 
Cуммарное уравнение электролиза: 2NaCl(расплав) \s\up9(эл. ток 2Na + Cl2 2) Расплав гидроксида натрия. 4NaOH (расплав) \s\up9(эл. ток4Na + O2 + 2H2O
3) Расплав оксида алюминия в криолите.  Криолит – Na3[AlF6] используют для уменьшения температуры плавления оксида алюминия. Электролиз проводится на графитовых электродах, при этом часть электрода сгорает в выделяющемся кислороде, выделяются оксиды углерода. 2Al2O3 (расплав) \s\up9(эл. ток4 Al + 3O2 Электролиз растворов электролитов с инертными электродами.
Примеры: 1) раствор хлорида натрия.NaCl + H2O \s\up9(эл. ток 
Cуммарное уравнение электролиза: 2NaCl + 2H2O \s\up9(эл. токСl2 + H2 + 2NaOH На электродах выделяются газообразные продукты – хлор и водород, в растворе накапливается гидроксид натрия. 2) раствор сульфата меди (II) CuSO4 + H2O \s\up9(эл. ток
Cуммарное уравнение электролиза: CuSO4 + H2O \s\up9(эл. токCu + O2 + H2SO4 На катоде выделяется металл – медь, на аноде – газообразный кислород, в растворе накапливается серная кислота. Электролиз растворов солей с растворимым анодом. Если анод из того же металла, что и металл в составе соли (например, медный анод в растворе сульфата меди), то на аноде не происходит разрядки воды или аниона. Происходит процесс РАСТВОРЕНИЯ АНОДА: Ме+n + nē = Ме0 Пример: электролиз раствора сульфата никеля с никелевыми электродами. катод: Ni2+ + 2ē = Ni0 анод: Ni0 - 2ē = Ni2+ 3) Электролиз растворов солей карбоновых кислот (реакция Кольбе): 2CH3COONa + 2H2O –(эл.ток)2СО2 + Н2 + С2Н6 + 2NaOH катод: идёт разрядка воды: 2Н2О + 2е Н2 + 2ОН- анод: разрядка аниона кислоты: 2СН3СОО- -2е 2СО2 + СН3-СН3 Коррозия металлов. Коррозия – это разрушение металлов и металлических конструкций под воздействием различных факторов окружающей среды – кислорода, влаги, вредных примесей в воздухе. Коррозионная стойкость металла зависит от его природы, характера среды и температуры. Благородные металлы не подвергаются коррозии из-за химической инертности; Металлы Al, Ti, Zn, Cr, Ni имеют плотные газонепроницаемые оксидные плёнки, которые препятствуют коррозии; Металлы с рыхлой оксидной плёнкой – Fe, Cu и другие – коррозионно неустойчивы. Особенно сильно ржавеет железо. Различают химическую и электрохимическую коррозию. Химическая коррозия происходит при воздействии на металл сухих газов, её называют газовой. 3Fe + 2O2 = Fe3O4 В аппаратах химических производств возможны процессы: Fe + 2HCl FeCl2 + H2 2 Fe + 3Cl2 2FeCl3 Электрохимическая коррозия – разрушение металла в присутствии воды и кислорода, либо в растворах электролитов. В таких растворах на поверхности металла возникают процессы переноса электронов от металла к окислителю, которым является либо кислород, либо кислота, содержащаяся в растворе. Электродами являются сам металл (например, железо) и содержащиеся в нем примеси (обычно менее активные металлы, например, олово).  В таком загрязнённом металле идёт перенос электронов от железа к меди, при этом железо (анод) растворяется, т.е. подвергается коррозии: Fe –2e = Fe 2+, а на поверхности олова (катод) идёт процесс восстановления водорода из воды или растворённого кислорода: а) 2H+ + 2e = H2; б) O2 + 2H2O + 4e=4OH– Пример: при контакте железа с оловом в растворе соляной кислоты происходят процессы: анод: Fe –2e = Fe 2+, катод: 2H+ + 2e = H2 Суммарная реакция: Fe + 2H+ = H2 + Fe2+ , Если реакция проходит в атмосферных условиях в воде, в ней участвует кислород и происходят процессы: анод: Fe –2e = Fe 2+, катод: O2 + 2H2O + 4e=4OH– Суммарная реакция: Fe2+ + 2OH– = Fe(OH)2 4Fe(OH)2 + O2+ 2H2O = 4Fe(OH)3Образуется ржавчина. Методы защиты от коррозии.
|