s 90

90

90

masa substancji jaka uległa przemianie chemicznej, natężenie prądu płynącego przez elektrolizer podczas elektrolizy (w amperach), czas elektrolizy (w sekundach),

równoważnik elektrochemiczny, odpowiadający masie substancji, która uległa przemianie elektrochemicznej pod wpływem ładunku jednego kulomba, (g/C):

, k^G/zF    (11.2)

masa molowa reagenta (g/mol), liczba elektronów biorących udział w reakcji,

stała Faradaya, czyli ładunek niesiony przez 1 mol elektronów, 96480 C/mol.

Istnieje bezpośredni związek pomiędzy szybkością reakcji elektrodowej V_c a gęstością prądu na elektrodzie j:

^ V_c = dc/dt = j    (11.3)

gdzie: j = i/S,

S - powierzchnia elektrody.

W równaniu (11.3) stężenie reagentawyrażamy w molach/dm³, czas w sekundach, a gęstość prądowąy w A/m² lub mA/cm^zjSzybkość reakcji elektrodowej określa wartość gęsto-ści prądowej dla wybranej wielkości potencjału elektrody.

Reakcje katodowe

Jeśli zmienić potencjał elektrody w kierunku potencjałów bardziej ujemnych od jej potencjału równowagowego w danym roztworze (E_r), staje się ona katodą, a więc na jej powierzchni biegną reakcje redukcji, np.:

Cu²* + 2 e" —» Cu    (11.4)

I 2H₃0* + 2e"-»H₂T + 2H₂0    (11.5)

^Redukcji będą ulegały najpierw te kationy, których potencjał równowagowy ma wartość bardziej dodatniąjfnp.: w naszym przykładzie niech stężenie jonów hydroniowych będzie równe stężeniu jonów miedzi(II), to najpierw będzie zachodzić reakcja redukęjijonów miedzi, a po wyczerpaniu jonów miedzi będzie zachodzić wydzielanie wodorujzgodnie z reakcją (11.5) (p. szereg elektrochemiczny). Miedź, jako bardziej „szlachetna” od wodoru, łatwiej przechodzi w formę zredukowaną.

Jeśli elektrolit stanowią obojętne sole metali alkalicznych np.: NaCI, K₂S0₄, wówczas na katodzie zachodzi redukcja obojętnej cząsteczki H₂0:

^ 2 H₂0 + 2 e^- —» H₂ + 2 OH”    (11.6)

Redukcja kationu Na* czy K* nie zajdzie, ponieważ potencjał równowagowy reakcji Na* + e~ = Na, czy K*+ e~ = K jest znacznie bardziej ujemny od potencjału równowagowego reakcji redukcji wody (11.6). Metale alkaliczne są bardzo aktywne chemicznie i potrzebny jest znacznie wyższy potencjał katodowy do ich redukcji, aniżeli ten, przy którym rozkłada się sam rozpuszczalnik - woda. Dlatego nie można otrzymać metali alkalicznych z roztworów wodnych! Redukcja kationów metali alkalicznych zachodzi łatwo ze stopionych soli, czy też roztworów elektrolitów niewodnych.

Reakcje anodowe

|ji) Elektrody nierozpuszczalne, czyli takie, które pozostają nie zmienione chemicznie w trakcie procesuTJ