10. ОСНОВИ ЕЛЕКТРОХІМІЇ

10. ОСНОВИ ЕЛЕКТРОХІМІЇ

10.3. Електроліз розплавів

Відомо, що іонні сполуки (солі, гідроксиди) дисоціюють не лише у розчинах, а й у розплавах, наприклад NаCl = Nа⁺ + Cl^–.

Якщо у розплав NаCl пропускати постійний електричний струм, то катіони Nа⁺ будуть рухатись до негативного електрода (катода), аніони Cl^‑ – до позитивного (анода) (рис. 10.2).

За рахунок підвищеної концентрації електронів на катоді відбувається процес Nа⁺+ 2e  = Nа.

Така ж кількість електронів перейде на анод за рахунок реакції 2Cl^‑ ‑ 2e  = Cl₂.

Сумарний процес при електролізі розплаву NаCl описується схемою:

2Nа⁺ + 2Cl^–  = 2Nа + Сl₂,

2NаCl  = 2Nа + Сl₂.

Таким чином, на катоді буде виділятись металічний натрій Na, а на аноді – газоподібний хлор Cl₂.

За стандартних умов ця реакція не відбувається, а іде лише зворотній процес.

Електроліз розплаву натрій сульфату Na₂SO₄.

Сіль дисоціює у розплаві: Na₂SO₄ = 2Na⁺ + SO₄^2–.

Процеси на електродах:

К (–) Na+ + e  = Na А (+) SO42– – 4e  = 2SO3 + O2	4 1
4Na+ + 2SO42– = 4Na + 2SO3 + O2 2Na2SO4 = 4Na + 2SO3 + O2

Електроліз розплаву калій нітрату KNO₃.

KNO₃ = K⁺ + NO₃^–.

К (–) K+ + e  = K А (+) 2NO3– – 2e  = 2NO2 + O2	2 1
2K+ + 2NO3– = 2K + 2NO2 + O2 2KNO3 = 2K + 2NO2 + O2

Електроліз розплаву калій гідроксиду KOН.

KOН = K⁺ + OН^–.

К (–) K+ + e  = K А (+) 4ОН– – 4e  = 2Н2O + O2	4 1
4K+ + 4OН– = 2K + 2Н2O + O2 4KОН = 4K + 2Н2O + O2

Як бачимо, при електролізі розплавів солей та основ на катоді завжди виділяється метал, а на аноді – газоподібний продукт (галоген – при наявності галогенідів, або кисень – при наявності в розплаві оксигеновмісних аніонів).

Електроліз розплавів уперше провів Г. Деві (Англія) у 1807 – 1808 рр., добувши таким чином калій, натрій, магній, стронцій, барій, кальцій.