При диссоциации гидроксида калия образуются ионы калия и гидроксид ионы.

КОН → К⁺ + ОН⁻

– на катоде выделяется калий:

К⁺ + 1 e⁻ → К

– на аноде выделяется кислород и вода:

4ОН⁻ − 4 e⁻ → О₂ + 2Н₂О

– суммарное ионное уравнение реакции (уравнение катодного процесса помножили на 4)

4К⁺ + 4ОН⁻ → 4 К⁰ + О₂ + 2Н₂О

– суммарная реакция:

4КОН 4 К⁰ + О₂ + 2Н₂О

Пример №3. Электролиз расплава сульфата натрия

При диссоциации расплава сульфата натрия образуются ионы натрия и сульфат-ионы.

Na₂SO₄ → 2Na⁺ + SО₄²⁻

– на катоде выделяется натрий:

Na⁺ + 1 e⁻ → Na

– на аноде выделяется кислород и оксид серы (VI):

2SО₄²⁻ − 4 e⁻ → 2SО₃ +О₂

– суммарное ионное уравнение реакции (уравнение катодного процесса помножили на 4)

4 Na⁺ + 2SО₄²⁻ → 4 Na ⁰ + 2SО₃ +О₂

– суммарная реакция:

2 Na₂SO₄ 4 Na ⁰ + 2SО₃ +О₂

Закономерности электролиза расплавов электролита

При электролизе расплавов щелочей и солей на катоде осаждается металл.

2. Анионы бескислородных кислот окисляются на аноде, давая соответствующее соединение, например, хлорид-анионы образуют хлор.

Анионы кислородсодержащих кислот образуют соответствующий оксид и кислород.

Электролиз раствора

II. Процессы, происходящие при электролизе растворов электролитов

При электролизе растворов электролитов, кроме интересующих нас соединений есть еще и вода, которая также может подвергаться электролизу. Поэтому, исходя из строения соединения, электролиз может протекать либо с ионами соли, либо с водой.

Процессы, происходящие на катоде

1. Катионы активных металлов, стоящие в ряду напряжений до алюминия, не разряжаются на катоде. См. рис. 2. В этом случае происходит только восстановление воды.

Рис. 2

2Н₂О+2 e⁻ → Н₂ + 2ОН⁻

2. Катионы металлов, расположенных в ряду напряжений от алюминия до водорода, разряжаются в той или иной степени одновременно с молекулами воды. При этом одновременно происходят следующие процессы:

Meⁿ⁺+ne^- → Me

2Н₂О+2 e⁻ → Н₂ + 2ОН⁻

3. При наличии в растворе катионов металлов, расположенных в ряду напряжений после водорода, на катоде, прежде всего, происходит восстановление катионов этих металлов. Meⁿ⁺+ne^- →Me

Процессы, происходящие на аноде

Различают два типа анодов: инертный и активный. Инертный анод – это анод, материал которого не окисляется в процессе электролиза (Pt). Активный анод – это анод, который окисляется в процессе электролиза. Например, графит.

Электролиз с инертным анодом

В анодном процессе могут принимать участие анионы некоторых бескислородных кислот Cl^-,Br^-,I^-, S^2-и гидроксид-ионы ОН ^-(разряжаются только эти анионы), например:

2Br^- - 2е^- →Br_2; 4ОН⁻ − 4 e⁻ → О₂ +2Н₂О (в щелочной среде)

Если в растворе присутствуют анионы F^-,SO^2-₄, NO^-₃, PO₄^3-, CO₃^2- и некоторые другие, то окислению подвергается только вода:

2Н₂О - 4 e⁻ → О₂ + 4Н⁺(в нейтральной и кислой среде)

Электролиз с активным анодом

В случае с активным анодом, число конкурирующих окислительных процессов увеличивается до трех:

- Электрохимическое окисление материала анода

- Окисление воды с выделением кислорода

- Окисление анионов растворенного соединения