Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Электролиз. Закон Фарадея.

под действием внешнего источника электрического тока – электролиз.

Количественно процессы, протекающие при электролизе, описываются Законами Фарадея.

единый Закон Фарадея гласит, что масса вещества m, выделившегося на электроде в процессе электролиза, прямо пропорциональна пропущенному току I и времени t:

где F – постоянная Фарадея, - коэффициент выхода по току (отношение практически полученного в результате электролиза вещества к теоретически возможному при данном токе).

Коэффициент выхода по току по смыслу является аналогом школьного понятия «практический выход продукта реакции».

Для электролиза чрезвычайно важной характеристикой является напряжение разложения Е_разл. – та разность потенциалов, которую практически необходимо приложить к электродам, чтобы осуществить данный процесс электролиза в данных условиях:

Здесь:

Е⁰_разл. = - - равновесная разность электродных потенциалов;

В случае, когда в электролите (растворе или расплаве) присутствуют различные катионы и анионы, необходимо уметь определять порядок разрядки ионов на электродах. Очевидно, что в первую очередь будут разряжаться ионы, требующие для этого совершения наименьшей работы.

На аноде электролизера (знак «+») идут процессы окисления и на инертных электродах разряжаются анионы. Это достаточно сложные процессы, зависящие от природы и структуры анионов, параметров процесса электролиза, но для наиболее практически важных случаев можно руководствоваться таким рядом, описывающим порядок их разрядки при взаимном присутствии:

S^2-, I^-, Br^-, Cl^-, OH^-, СО₃^2- NO₃^-, SO₄^2-, РО₄^3-, F^-

Как видно из этого ряда, в водных растворах могут разрядиться только сульфид-анионы и анионы галогенов, за исключением фтора.

Инертными являются электроды из платины и других металлов платиновой группы, серебра и золота, а также угольные электроды и, при определенных условиях, стальные.

Однако, при электролизе возможны и электрохимические системы, в которых электроды принимают непосредственное участие в электродной химической реакции. Такие процессы называются процессами с активными (растворимыми) электродами. Так, в водных растворах сульфата меди наибольшим восстановительным потенциалом (т.е. наиболее легко окисляющимся агентом) является металлическая медь, и на аноде идут процессы не окисления анионов из раствора, а процессы окисления и растворения самого медного электрода.