Основы процесса электролиза

А в случае электролитов, металл которых имеет потенциал значительно более отрицательный, чем -0,41 В, металл восстанавливаться не будет, а произойдёт выделение водорода.

В первом случае имеются ввиду такие металлы, которые находятся в ряду напряжений вблизи водорода (начиная приблизительно от олова) и после него.

Во втором случае — металлы начала ряда напряжений — приблизительно до титана.

Наконец, если потенциал металла близок к

величине -0,41 В (металлы средней части ряда—Zn, Cr, Fe, Ni), то в зависимости от

концентрации раствора и условий электролиза возможно как восстановление металла,

так и выделение водорода; нередко наблюдается совместное выделение металла и

водорода.

Электрохимическое выделение водорода из кислых растворов происходит вследствии

разряда ионов водорода. В случае же нейтральных или щелочных сред оно является

результатом электрохимического восстановления воды:

2Н2О + 2е- =Н2 + 2ОН-

Таким образом, характер катодного процесса при электролизе водных растворов

определяется прежде всего положением соответствующего металла в ряду напряжений.

В ряде случаев большое значение имеют рН раствора, концентрация ионов металла и

другие условия электролиза.

При рассмотрении анодных процессов следует иметь в виду, что материал анода в

ходе электролиза может окисляться. В связи с этим различают электролиз с

инертным анодом и электролиз с активным анодом. Инертным называется анод,

материал которого не претерпевает окисления в ходе электролиза. Активным

называется анод, материал которого может окисляться в ходе электролиза. В

качестве материалов для инертных анодов чаще применяют графит уголь, платину.

На инертном аноде при электролизе водных растворов щелочей, кислородсодержащих

кислот и их солей, а также фтористоводородной кислоты и фторидов происходит

электрохимическое окисление воды с выделением кислорода.

В зависимости от рН раствора этот процесс протекает по-разному и может быть записан различными уравнениями. В щелочной среде уравнение имеет вид:

4ОН- =О2 + 2Н2О + 4е-

а в кислой или нейтральной:

2Н2О =О2 + 4Н+ + 4е-

В рассматриваемых случаях электрохимическое окисление воды является

энергетически наиболее выгодным процессом. Кислородсодержащие анионы или не

способны окисляться, или их окисление происходит при очень высоких потенциалах.

Например, стандартный потенциал окисления иона SO42-

2SO42- =S2O82- + 2e-

равен 2,010 В, что значительно превышает стандартный потенциал окисления воды

(1,228 В).

Стандартный потенциал окисления иона F- имеет ещё большее значение (2,87 В).

При электролизе водных растворов бескислородных кислот и их солей (кроме HF и

фторидов) у анода разряжаются анионы. В частности, при электролизе растворов