Еще один получения металлов из растворов и расплавов их солей – электрохимический, или электролиз.
Электролиз – это окислительно-восстановительный процесс, происходящий на электродах при пропускании электрического тока через расплав или раствор электролита.
Электролиз расплава хлорида натрия:
NaCl Na+ + Cl–;
катод (–) (Na+): Na+ + е = Na0,
анод (–) (Cl–): Cl– – е = Cl0, 2Cl0 = Cl2;
2NaCl = 2Na + Cl2.
Электролиз раствора хлорида натрия:
NaCl Na+ + Cl–,
H2O Н+ + ОН–;
катод (–) (Na+; Н+): H+ + е = H0, 2H0 = H2
(2H2O + 2е = H2 + 2OH–),
анод (+) (Cl–; OН–): Cl– – е = Cl0, 2Cl0 = Cl2;
2NaCl + 2H2O = 2NaOH + Cl2 + H2.
Электролиз раствора нитрата меди(II):
Cu(NO3)2 Cu2+ +
Н2O H+ + OH–;
катод (–) (Cu2+; Н+): Cu2+ + 2е = Cu0,
анод (+) ( OН–): OH– – е = OH0,
4H0 = O2 + 2H2O;
2Cu(NO3)2 + 2H2O = 2Cu + O2 + 4HNO3.
Эти три примера показывают, почему электролиз проводить выгоднее, чем осуществлять другие получения металлов: получаются металлы, гидроксиды, кислоты, газы.
Мы писали схемы электролиза, а теперь попробуем написать сразу уравнения электролиза, не обращаясь к схемам, а только используя шкалу активности
Mr - относительная малекулярная масса вещества
Ar(Е) - относительная атомная масса элемента Е
w(E) - массовая доля химического элемента E
n - число атомов элемента
w(E) = n*Ar(E) / Mr(E)
1) Mr(Fe2O3) = Ar(Fe) * 2 + Ar(O) * 3 = 112+48 = 160
w(O) = 48 / 160 = 0,3 ~ 30%
2) Mr(Fe3O4) = Ar(Fe) * 3 + Ar(O) * 4 = 168 + 64 = 232
w(O) = 64 / 232 = 0,275 ~ 27,5%
3) Mr(SO2) = Ar(S) + Ar(O) * 2 = 32 + 32 = 64
w(O) = 32 / 64 = 0,5 = 50%
4) Mr(P2O5) = Ar(P) * 2 + Ar(O) * 5 = 62 + 80 = 142
w(O) = 80 / 142 = 0,563 ~ 56,3%
Объяснение:
Еще один получения металлов из растворов и расплавов их солей – электрохимический, или электролиз.
Электролиз – это окислительно-восстановительный процесс, происходящий на электродах при пропускании электрического тока через расплав или раствор электролита.
Электролиз расплава хлорида натрия:
NaCl Na+ + Cl–;
катод (–) (Na+): Na+ + е = Na0,
анод (–) (Cl–): Cl– – е = Cl0, 2Cl0 = Cl2;
2NaCl = 2Na + Cl2.
Электролиз раствора хлорида натрия:
NaCl Na+ + Cl–,
H2O Н+ + ОН–;
катод (–) (Na+; Н+): H+ + е = H0, 2H0 = H2
(2H2O + 2е = H2 + 2OH–),
анод (+) (Cl–; OН–): Cl– – е = Cl0, 2Cl0 = Cl2;
2NaCl + 2H2O = 2NaOH + Cl2 + H2.
Электролиз раствора нитрата меди(II):
Cu(NO3)2 Cu2+ +
Н2O H+ + OH–;
катод (–) (Cu2+; Н+): Cu2+ + 2е = Cu0,
анод (+) ( OН–): OH– – е = OH0,
4H0 = O2 + 2H2O;
2Cu(NO3)2 + 2H2O = 2Cu + O2 + 4HNO3.
Эти три примера показывают, почему электролиз проводить выгоднее, чем осуществлять другие получения металлов: получаются металлы, гидроксиды, кислоты, газы.
Мы писали схемы электролиза, а теперь попробуем написать сразу уравнения электролиза, не обращаясь к схемам, а только используя шкалу активности