s 91

91

Elektrodami, które pozostają chemicznie niezmienione w trakcie elektrolizy są m. in. Pt, C, Pd i Au. Ich rolą to przeniesienie elektronu od substancji z roztworu do obwodu zewnętrznego elektrolizera.

Procesy biegnące na anodzie (utlenianie) zachodzą kolejno po przekroczeniu wartości potencjału równowagowego E_r reakcji. Tak np. w roztworze KI na anodzie biegnie reakcja utlenienia jodu:

i 2 r -»I₂ + 2 e"    (11.7)

Po całkowitym zużyciu jonów jodkowych możliwe jest utlenienie wody. Reakcja utlenienia jonów chlorkowych ma zbliżony potencjał równowagowy do potencjału rozkładu wody. Dlatego przy niskich stężeniach jonów CI" obie reakcje mogą przebiegać równocześnie, [utlenienie wody jest jedyną reakcją anodową w roztworze siarczanów, azotanów, fosforanów, gdyż jony te nie ulegają utlenieniu w środowisku wodnym. Tak więc reakcją anodową w roztworach K₂S0₄, Na₂S0₄ czy CuS0₄ jest rozkład wody:

2 H₂0 -> 0₂t + 4 e~ + 4 H*    (11.8)

W przestrzeni anodowej elektrolit ulega zakwaszeniu i wydziela się tlen cząsteczkowy.

b) Elektrody uczestniczące w procesie roztwarzania anodowego. W przypadku, gdy anoda wykonana jest z metalu „nieszlachetnego”, np.: Fe, Zn, Cu, Ni, którego potencjał równowagowy E_r nie ma wysokich wartości, wówczas w trakcie polaryzacji anodowej może nastąpić roztwarzanie elektrody, np.:

Zn —> Zn^2ł + 2 e"

Fe-»Fe^2ł+2e"    (11.9)

Cu -» Cu²* + 2 e"

Tego typu elektrody nazywać będziemy elektrodami rozpuszczalnymi.

Jaka jest reakcja katodowa, która towarzyszy rozpuszczaniu anody, zależy to od rodzaju elektrolitu. Pomocą w przewidywaniu przebiegu reakcji jest sprawdzenie położenia danej reakcji w szeregu napięciowym reakcji redoks.

W wyniku elektrolizy można otrzymać różne produkty, zależnie od warunków prowadzenia procesu, rodzaju elektrod, typu elektrolitu, jego stężenia, wielkości natężenia prądu.

I tak np.(elektroliza stopionych soli dostarcza metali alkalicznych, zaś elektroliza wodnego roztworu NaCI (tzw. solanki), to metoda otrzymywania wodorotlenku sodu i gazowego chloru. Na drodze elektrolizy otrzymujemy także powłoki galwanicznej Elektrorafinacja miedzi jest najlepszą metodą na uzyskanie tego pierwiastka o bardzo wysokiej czystości. Elektroliza stanowi także podstawę wielu metod analitycznych. Przebieg procesów elektrolizy należy do przedmiotu zainteresowań elektrochemii.

Część doświadczalna

Ćwiczenie 11.1. Elektroliza wodnych roztworów soli

11.1.1. Elektroliza roztworu KI

Elektrolizer stanowi szklana U-rurka z elektrodami węglowymi lub platynowymi. U-rurkę napełnić wodnym roztworem jodku potasu (KI), tak aby pomiędzy korkami a roztworem była wolna przestrzeń. Korki mają otwory dla przepuszczania wydzielających się