Задачи для самостоятельной работы:

1. В раствор нитрата серебра опущена медная пластинка массой 28 г. По окончании реакции пластинка была вытащена из раствора, обмыта и взвешена. Масса ее оказалась 32,52 г. Какая масса иAgNO₃бала в растворе?

2. Определите значение электродного потенциала меди, погруженной в 0,0005 н Cu(NO₃)₂.

3. Вычислите потенциал железного электрода, опущенного в раствор, содержащий 0,0699 г FeCl₂в 0,5 л.

4. Гальваническая цепь составлена железом, погруженным в раствор его соли с концентрацией ионов Fe²⁺, равной 0,001 моль/л, и медью, погруженной в раствор ее соли. Какой концентрации должен быть раствор соли меди, чтобы ЭДС цепи стала равной нулю?

5. Как должны быть составлены гальванические элементы, чтобы в них протекали реакции: а) Cd+CuSO₄=CdSO₄+Cu

б) 2Au³⁺ + 3H₂ = 2Au + 6H⁺

в) Zn+ 2Fe³⁺=Zn²⁺+ 2Fe²⁺

3. Электролиз

3.1. Сущность электролиза

В растворах и расплавах электролитов имеются разноименные по знаку ионы (катионы и анионы), которые, подобно всем частицам жидкости, находятся в хаотическом движении. Если в такой расплав электролита (например, в расплав хлорида натрия NaCl) погрузить электроды и пропускать постоянный электрический ток, то ионы будут двигаться к электродам: катионыNa⁺к катоду, анионыCl^–к аноду. ИоныNa⁺, достигнув катода, принимают от него электроны и восстанавливаются:

Na⁺ + ē → Na⁰.

Анионы хлора перемещаются к положительному электроду и, отдавая избыточные электроны, окисляются:

2Cl^– – 2ē → 2Cl⁰.

Электрохимическая стадия окисления ионов хлора является первичным процессом. Вторичным процессом является связывание образующихся атомов хлора в молекулы:

2Cl⁰ = Cl₂.

В итоге на катоде будет выделяться металлический натрий, а на аноде – хлор.

2	Катод (–)
	Na+ + ē → Na0
1	Анод (+)
	2Cl– – 2ē → Cl2

Суммарное уравнение электролиза расплава хлорида натрия будет иметь вид

2Na⁺ + 2Cl^– → 2Na⁰ + Cl₂

или 2NaCl → 2Na⁰ + Cl₂

Из вышесказанного видно, что рассмотренные реакции являются окислительно-восстановительными. Электролизом называется окислительно-восстановительный процесс, протекающий на электродах при прохождении электрического тока через раствор или расплав электролита. Сущность электролиза состоит в осуществлении химических реакций за счет электрической энергии: восстановления – на катоде и окисления – на аноде. При этом катод отдает электроны катионам, а анод принимает электроны от анионов.

Восстановительное и окислительное действие электрического тока во много раз сильнее действия химических восстановителей. Так, например, ни один химический окислитель не может отнять у фторид-иона F^-его электрон. Отнять электрон уF^-удалось лишь при электролизе расплавленных солей фтора (NaFилиCaF₂). При этом на катоде (-) происходит окисление фтора:

F^– – ē → F⁰

2F⁰ = F₂ ;

на аноде (+) – восстановление металлического натрия или кальция:

Na⁺ + ē → Na⁰

или Ca²⁺ + 2ē → Ca⁰.

В общем случае электролиз нужно рассматривать как совокупность процессов, происходящих при прохождении постоянного электрического тока через электрохимическую систему.