Электролиз – совокупность окислительно-восстановительных реакций, которые протекают на электродах в растворах или расплавах при пропускании через них электрического тока.
На катоде: передача электронов катионам из раствора или расплава, поэтому катод является восстановителем.
На аноде: отдача электронов анионами, поэтому анод – окислитель.
На катодах и анодах могут протекать конкурирующие реакции. При проведении электролиза с использованием инертного анода конкурирующими процессами является 2 окислительных и 2 восстановительных процесса:
На аноде – окисление анионов и гидроксид-ионов. На катоде – восстановление катионов и ионов водорода.
Если ее используют активный анод, то процесс более сложен:
На аноде: окисление анионов и гидроксид-ионов, анодное растворение металла – материала анода.
На катоде: восстановление катиона соли и ионов водорода, восстановление металла катионами, полученными при растворении анода.
Необходимо помнить следующее:
На аноде могут образовываться следующие продукты:
- кислород (если протекает электролиз растворов, в которых присутствуют F-, SO42-, PO43-. OH-)
- свободные галогены (при окислении галогенид – ионов)
- при окислении анионов органических кислот происходит:
На катоде:
- водород (если участвуют соли, содержащие ионы, стоящие левее алюминия), а если стоит правее водорода, то выделяется металл.
Если в растворе присутствуют ионы, стоящие между алюминием и водородом, то процесс конкурирующий.
Например, на инертном аноде:
На активном аноде:
Для получения высокоактивных металлов используют расплав солей или оксидов:
При электролизе водного раствора активных металлов катионов металла и кислотного остатка не образуется, на катоде – водород, на аноде – кислород.
Выгоднее проводить электролиз раствора, т.к. электролиты плавятся при очень высоких температурах.