Электролиз. Химические аспекты. Идем на урок в спецкласс

• 1 слайд

  ЭЛЕКТРОЛИЗ
  Электролиз — это окислительно-восстановительные реакции, протекающие на электродах, при пропускании через раствор или расплав электролита электрического тока.
  

• 2 слайд

  ЭЛЕКТРОДЫ
  КАТОД
  АНОД
  электрод, на котором протекает восстановление
  электрод, на котором протекает окисление
  заряжен отрицательно
  заряжен положительно
  

• 3 слайд

  Электролизер — прибор, в котором осуществляется электролиз.
  1
  2
  3
  4
  1 – источник тока; 2 – катод; 3 – анод;
  4 – U-образная трубка
  

• 4 слайд

  ЭЛЕКТРОЛИЗ РАСПЛАВОВ
  
  
  

• 5 слайд

  ЭЛЕКТРОЛИЗ
  РАСТВОРОВ
  СОЛЕЙ
  

• 6 слайд

  Процессы, происходящие на катоде при электролизе водных растворов электролитов
  Катионы металлов, имеющих стандартные электродные потенциалы меньшие, чем у алюминия (расположенные в электрохимическом ряду напряжения металлов до Аl) не разряжаются на катоде. В этом случае происходит только восстановление воды:
  2Н2О + 2е → Н2↑ + 2ОН¯
  
  

• 7 слайд

  Процессы, происходящие на катоде при электролизе водных растворов электролитов
  Катионы металлов, имеющих стандартные электродные потенциалы меньшие, чем у водорода, но большие, чем у алюминия (расположены в электрохимическом ряду напряжений металлов от Аl до Н2) разряжаются одновременно с молекулами воды. Одновременно происходят процессы:
  Меn+ + nе → Ме°и
  2Н2О + 2е → Н2↑+ 2ОН¯
  

• 8 слайд

  Процессы, происходящие на катоде при электролизе водных растворов электролитов
  При наличии в растворе катионов металлов, имеющих стандартные электродные потенциалы большие, чем стандартный электродный потенциал водорода, на катоде прежде всего происходит восстановление катионов таких металлов:
  Меn+ + nе → Ме°
  

• 9 слайд

  Процессы, происходящие на аноде при электролизе водных растворов электролитов
  При электролизе водных растворов щелочей, кислородсодержащих кислот и их солей, а также фтороводорода и фторидов происходит электрохимическое окисление воды с выделением кислорода. В зависимости от среды, этот процесс может протекать по-разному:
  а) в щелочной среде:
  4ОН¯ – 4е → О2↑ + 2Н2О
  б) в кислой или нейтральной среде:
  2Н2О – 4е → О2 ↑ + 4Н+
  При электролизе водных растворов бескислородных кислот и их солей (кроме HF и фторидов) у анода разряжаются анионы.
  
  

• 10 слайд

  На катоде восстанавливаются ионы металла, на аноде окисляются анионы кислотного остатка
  
  СuСI2, р-р
  СuСI2 → Сu2+ + 2Сl¯ (ЭД)
  Катод:Сu2+, Н2O
  Сu2+ + 2е → Сu° (восстановление)
  Анод:Сl¯, Н2O
  2Сl¯ – 2е → СI2 (окисление)
  Сu2+ + 2Сl¯ → Сu° + Cl2 ° ↑
  CuCl2 → Cu + Cl2
  

• 11 слайд

  На катоде восстанавливаются молекулы воды, на аноде окисляются анионы кислотного остатка
  KI, р-р
  KI → K+ + l¯ (ЭД)
  Катод:K+, H2O
  2Н2O + 2е → 2OH¯ + H2° (восстановление)
  Анод:l¯, Н2O
  2l¯ – 2е → I2° (окисление)
  2Н2O + 2l¯ → 2OН¯ + H2º + I2º
  2Н2O + 2Kl → 2KOH + H2º↑ + I2°↑
  

• 12 слайд

  На катоде восстанавливаются катионы металла, на аноде окисляются молекулы воды
  CuSO4, р-р
  CuSO4 → Cu2+ + SO42¯ (ЭД)
  Катод:Cu2+, H2O
  Cu2+ + 2е → Сuº (восстановление) 2
  Анод:SO42¯, H2O
  2Н2O – 4е → O2° + 4Н+ (окисление) 1
  2Сu2+ + 2Н2O → 2Cu° + O2° ↑ + 4Н+
  2CuSO4 + 2Н2O → 2Сu° + O2° ↑ + 2H2SO4
  

• 13 слайд

  На катоде восстанавливаются молекулы воды, на аноде окисляются молекулы воды
  Na2SO4, p-p
  Na2SO4 → 2Na+ + SO42¯ (ЭД)
  Катод:Na+, H2O
  2H2O + 2е → 20H¯ + H2° (восстановление) 2
  Анод:SO42¯, H2O
  2H2O – 4е → O2° + 4H+ (окисление) 1
  4H2O + 2H2O → 40H¯ + 2H2° + O2° + 4H+
  2Н2О → 2H2° ↑ + O2° ↑
  

• 14 слайд

  Различают электролиз с инертным и электролиз с активным анодом
  Инертный анод — анод, материал которого не окисляется в ходе электролиза (например, электрод из платины).
  Активный анод — анод, материал которого может окисляться в ходе электролиза
  

• 15 слайд

  Рассмотрим случай электролиза с активным анодом. Электролиз раствора NiSO4 с никелевым анодом
  NiSO4, р-р
  NiSO4 → Ni2+ + SO42¯ (ЭД)
  Катод:Ni2+, H2O
  Ni2+ + 2е → Ni° (восстановление) 2
  Анод:Ni; SO42¯, H2O
  Ni° – 2е → Ni2+ (окисление) 1
  Этот процесс применяется для электролитической очистки никеля (так называемое электролитическое рафинирование)
  

• 16 слайд

  Использование регионального компонента на уроке по данной теме.
   
  У Троицкой организации МУП «Водоканал» появилось новое оборудование, позволяющее получать хлор в необходимых концентрациях для обеззараживания воды на водоочистной станции. В основе работы данной установки лежит процесс электролиза раствора поваренной соли. Преимущество данного способа получения хлора заключается в том, что выделяющийся на аноде газ совершенно не представляет опасность для жизни обслуживающего персонала. Раньше, когда хлор хранился в баллонах, часто возникали утечки ядовитого вещества. Поэтому данная станция являлась потенциально опасным объектом. Сейчас эта проблема решена.
  
  

• 17 слайд

  Практическое применение электролиза
  Электролиз расплавов и растворов веществ широко используются в промышленности:
  1. Для получения металлов (алюминий, магний, натрий, кадмий получают только электролизом).
  2. Для получения водорода, галогенов, щелочей.
  3. Для очистки металлов – рафинирования (очистку меди, никеля, свинца проводят элекитрохимическим методом).
  4. Для защиты металлов от коррозии – нанесение защитных покрытий в виде тонкого слоя другого металла, устойчивого к коррозии (хрома, никеля, меди, серебра, золота) – гальваностегия.
  5. Получение металлических копий, пластинок – гальванопластика.
  

Краткое описание документа:

Практическое применение электролиза

Электролиз расплавов и растворов веществ широко используются в промышленности:

1. Для получения металлов (алюминий, магний, натрий, кадмий получают только электролизом).

2. Для получения водорода, галогенов, щелочей.

3. Для очистки металлов – рафинирования (очистку меди, никеля, свинца проводят элекитрохимическим методом).

4. Для защиты металлов от коррозии – нанесение защитных покрытий в виде тонкого слоя другого металла, устойчивого к коррозии (хрома, никеля, меди, серебра, золота) – гальваностегия.

5. Получение металлических копий, пластинок – гальванопластика.