Электролиз

Электролиз — это окислительно-восстановительный процесс, происходящий при прохождении постоянного тока через раствор или расплав электролита: восстановление на катоде (–) и окисление на аноде (+). В расплаве NaCl на катоде Na⁺ + e⁻ → Na, а на аноде 2Cl⁻ – 2e⁻ → Cl₂, то есть 2NaCl → 2Na + Cl₂. В растворе участвует и вода. На катоде для активных металлов до алюминия восстанавливается вода, а не катион (2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻); металлы после водорода (Cu, Ag, Au) осаждаются; металлы из середины ряда (Zn, Fe, Ni, Pb) дают и металл, и водород. На инертном аноде (графит, Pt) окисляются анионы бескислородных кислот (Cl⁻, Br⁻, I⁻, S²⁻), а в случае анионов кислородсодержащих кислот (SO₄²⁻, NO₃⁻, PO₄³⁻) окисляется вода и выделяется O₂; растворимый анод (Cu, Ni, Zn) растворяется сам. Примеры: 2NaCl + 2H₂O → H₂ + Cl₂ + 2NaOH (раствор поваренной соли даёт водород, хлор и щёлочь); 2CuSO₄ + 2H₂O → 2Cu + O₂ + 2H₂SO₄; в растворе Na₂SO₄ разлагается вода: 2H₂O → 2H₂ + O₂. Электролизом получают Na, Mg, Ca и Al, рафинируют металлы и покрывают предметы никелем, хромом или золотом. Закон Фарадея: m = M·I·t / (n·F), где F = 96500 Кл/моль, а n — число электронов. Опыты по электролизу показывает только учитель с источником низкого напряжения; хлор — ядовитый газ.