Cтандартные электродные потенциалы

СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА СТАНДАРТНЫЕ ЭЛЕКТРОДНЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ Ряд стандартных электродных потенциалов составлен в порядкеувеличения алгебраического значения стандартных , электродных потенциаловметаллов Е⁰. Стандартный электродный потенциал — это потенциал металла, определенныйотносительно стандартного (нормального) водородного электрода, при условии,что концентрация ионов водорода Н⁺и ионов испытуемого металла Meⁿ⁺равны 1 моль-ион/л при стандартных условиях (298К, 101кП). Ряд стандартныхэлектродных потенциалов служит для сравнительной характеристики свойстватомов и ионов металлов в растворе. Задача. Напишите уравнение реакции электролизарасплва КВг. Решение. В расплаве бромид калия диссоциируетна ионы {file77} Образующиеся положительно заряженные ионы калия под действием электрическоготока перемещаются к отрицательному электроду(катоду)и принимают от негоэлектроны (восстанавливаются): К⁺+ е^-=К⁰. Отрицательно заряженные бромид-ионы под действием электрического токаперемещаются к положительному электроду — аноду - и отдают электроны (окисляются): {file78} . Суммарное уравнение реакции в молекулярном виде: {file79} Электролизом расплавов солей получают щелочные и щелочноземельные металлыв промышленности. Задача. Какие реакции будут протекать наэлектродах при электролизе водного раствора нитрата никеля (II) с инертнымиэлектродами? Решение. Нитрат никеля (II) — сильный электролити диссоциирует в растворе: {file80} Следовательно, в растворе имеется очень много ионов Ni²⁺+,NO₃и очень мало ионов Н⁺и ОН^-. Под действием электрического тока ионы Ni²⁺и Н⁺двигаются к катоду (—), a N0⁺₃и ОН^-— к аноду (+). Так как стандартный электродный потенциал никелевого электродаравен —0,25 В, то на катоде будут протекать параллельно два процесса:восстановление катионов никеля Ni²⁺и 2е^---> Ni⁰и катионов водорода 2Н⁺+ 2е^-—> Н₂0.У анода скапливаются анионы N0^-и ОН^-,но окислению легче подвергаются гидроксид-ионы: 4ОН^---> 4е + 2Н₂0+ 0₂. При протекании на одном из электродов нескольких параллельных процессовв суммарное уравнение пишут только тот, который протекает преимущественно.В данном случае не учитывается процесс восстановления катионов водорода,так как концентрация ионов Н⁺в растворе чрезвычайно мала, а концентрация ионов Ni²⁺велика, значение электродного потенциала не слишком низкое, чтобы оставатьсяв растворе. Поэтому основной процесс на катоде — Ni²⁺+ 2е^-—* Ni⁰. Суммарное уравнение реакции: 2Ni(N0₃),+ 2Н₂О= 2Ni + 0₂+ 4HNO₃ Задача. Имеется раствор смеси солей: сульфатанатрия, сульфата марганца (II) и сульфата меди (II). Какие вещества ив какой последовательности выделяется при электролизе этого раствора? Решение. По ряду стандартных электродныхпотенциалов определяем: E⁰(Na)= -2,71 В, Е⁰(Мn)= -1,18 В, Е⁰(Си)= 0,34 В. Легче всего на катоде восстанавливаются катионы металлов с наиболее положительнымзначением электродного потенциала, т. е. ионы меди (II): Cu²⁺+2ё = Сu Вслед за медью будут восстанавливаться катионы марганца (II), образуяметаллический марганец: Мn²+ 2ё = Мn⁰. Катионы натрия невозможно восстановить в водном растворе. Поэтому послеокончания восстановления ионов Мn²⁺электролизу будет подвергаться вода: 2Н₂0+ 2ё --> 20Н^-+ Н₂