Электролиз водных растворов электролитов

Электролиз водных растворовВ водных растворах помимо диссоциации самого электролита необходимо учитывать диссоциацию молекул воды. Вода — крайне слабый электролит, однако она обратимо диссоциирует на ионы:

H2O H+ + OH–

В электрическом поле ионы H+ перемещаются к катоду, OH– — к аноду.

Таким образом, на катоде может протекать процесс металла:

Men+ + ne? ? Me0,

и электрохимического восстановления воды:

2H2O + 2e? ? H2 + 2OH?

Для того, чтобы определить, какие частицы будут восстанавливаться на катоде (катионы металла или молекулы воды), можно воспользоваться следующей схемой, основанной на электрохимическом ряде напряжений металлов. Следует отметить, что приведенная схема весьма условна, т. к. с течением электролиза концентрация катионов металла убывает, соответственно уменьшается величина электродного потенциала.

На аноде может протекать либо процесс электрохимического окисления воды:

2H2O - 4e? ? O2 + 4H+,

либо окисление аниона растворенного вещества. В водных растворах на аноде не окисляются фторид-ионы F– и анионы, содержащие центральный атом с высшей степенью окисления (SO42–, NO3–, PO43– и др.). При электролизе водных растворов, содержащих указанные ионы, на аноде выделяется кислород, который образуется в результате анодного окисления воды. Галогенид-ионы (кроме F–), сульфид-ионы (S2–) окисляются до простых веществ: Cl2, Br2, I2, S.