Электролиз

В процессе электролиза используется электрический ток, который приводит к разложению ионов, находящихся в электролите. Катионы являются положительно заряженными ионами и переносятся на катод (отрицательный электрод), а анионы –  отрицательно заряженные ионы – переносятся на анод (положительный электрод).

Для электролиза важны электроды, положение ионов и направление потока электронов. Тип электрода также может определять, какие ионы будут переноситься на него.

Вода

Рассмотрим в качестве примера электролиз воды.

При электролизе воды на аноде происходит окисление воды, при котором выделяется кислород:

2H2O → O2 + 4H+ + 4e-

На катоде происходит редукция воды, при которой выделяется водород:

4H+ + 4e- → 2H2

Таким образом, при электролизе воды получаются кислород и водород.

Алюминий

Другой пример электролиза – процесс получения алюминия. Для этого в производстве используется алюминиевый оксид (Al2O3), который растворяется в расплавленном хлориде натрия.

При этом на аноде происходит реакция окисления хлора:

2Cl- → Cl2 + 2e-

На катоде происходит редукция алюминия:

Al3+ + 3e- → Al

Таким образом, при электролизе алюминиевого оксида в расплавленном хлориде натрия получается металл алюминий и галоген – хлор.

Щелочь и хлор

Еще один пример электролиза – производство щелочи и хлора.

В процессе электролиза расплавленного хлорида натрия на катоде выделяется водород:

2H2O + 2e- → H2 + 2OH-

На аноде происходит реакция окисления хлорида:

2Cl- → Cl2 + 2e-

Кроме того, в процессе электролиза расплавленного хлорида натрия на катоде и аноде также могут образовываться щелочь и хлор соответственно.

Серная кислота (H2SO4)

На аноде происходит реакция окисления ионов гидроксида:

2H2O → O2 + 4H+ + 4e-

На катоде происходит редукция ионов водорода:

4H+ + 4e- → 2H2

Продуктами электролиза являются кислород и водород.

Раствор хлорида меди(II) (CuCl2)

На аноде происходит реакция окисления ионов хлорида:

2Cl- → Cl2 + 2e-

На катоде происходит редукция ионов меди:

Cu2+ + 2e- → Cu

Продуктами электролиза является медь и хлор.

Раствор NaCl (растворенный хлорид натрия)

На аноде происходит реакция окисления ионов хлорида:

2Cl- → Cl2 + 2e-

На катоде происходит редукция ионов натрия:

2Na+ + 2e- → 2Na

Продуктами электролиза являются хлор и натрий.

Раствор калия йодида (KI)

На аноде происходит реакция окисления ионов йодида:

2I- → I2 + 2e-

На катоде происходит редукция ионов калия:

2K+ + 2e- → 2K

Продуктами электролиза являются йод и калий.

Раствор серебряного нитрата (AgNO3)

На аноде происходит реакция окисления ионов нитрата:

2NO3- → O2 + 2e-

На катоде происходит редукция ионов серебра:

Ag+ + e- → Ag

Продуктом электролиза является металлическое серебро.