Окислительно-восстановительные реакции. Понятие об электролизе расплавов и растворов солей

Научиться определять окислитель и восстановитель, составлять уравнения ОВР методом электронного баланса и записывать процессы электролиза расплавов и растворов солей.

Электролиз используется для получения чистых металлов, таких как алюминий и натрий, а также для рафинирования металлов и нанесения защитных покрытий.

• Окислительно-восстановительные реакции протекают с изменением степеней окисления элементов.
• Окисление — это процесс отдачи электронов, при котором степень окисления повышается.
• Восстановление — это процесс присоединения электронов, при котором степень окисления понижается.
• Метод электронного баланса основан на равенстве числа отданных и принятых электронов.
• При электролизе на катоде происходит восстановление, а на аноде — окисление.
• В растворах солей на электродах конкурируют ионы соли и молекулы воды.
• Продукты электролиза зависят от природы электрода и состава раствора.

Окислительно-восстановительные реакции

Реакции, протекающие с изменением степеней окисления элементов.

Электролиз

Совокупность окислительно-восстановительных процессов, происходящих на электродах при прохождении электрического тока через расплав или раствор электролита.

Катод

Отрицательный электрод, на котором происходит восстановление (присоединение электронов).

Анод

Положительный электрод, на котором происходит окисление (отдача электронов).

• Типичные окислители: F2, O2, Cl2, KMnO4, HNO3, катионы металлов в высокой степени окисления.
• Типичные восстановители: активные металлы (Na, K, Mg, Al), неметаллы (H2, C), соединения в низкой степени окисления.
• В расплаве NaCl на катоде восстанавливается Na+, а на аноде окисляется Cl-.
• В растворе NaCl на катоде восстанавливается вода до H2, а на аноде окисляется Cl- до Cl2.
• В растворе CuSO4 на катоде восстанавливается Cu2+ до Cu, а на аноде окисляется вода до O2.
• При восстановлении KMnO4 в кислой среде образуется Mn2+, в нейтральной — MnO2, в щелочной — MnO42-.

1. Пример 1реакция
   • 2Al + 3CuSO4 → Al2(SO4)3 + 3Cu (Al — восстановитель, Cu2+ — окислитель)
2. Пример 2реакция
   • 2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑ + 8H2O (Mn7+ — окислитель, Cl- — восстановитель)
3. Пример 3реакция
   • 2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2↑ + Cl2↑ (электролиз раствора NaCl)

• Мнемоника для запоминания: «Отдал электроны — окислился, сам — восстановитель».
• При электролизе раствора NaCl в растворе образуется щёлочь NaOH.
• Электролиз используется для рафинирования (очистки) металлов, например меди.

• Метод электронного баланса
• Химические свойства металлов
• Химические свойства неметаллов
• Электролитическая диссоциация