Oksido-redukcione reakcije 3 - ELEKTROLIZA

Naponski niz metala

Ako se metali poređaju na osnovu standardnih elektrodnih potencijala dobija se naponski niz metala.

Negativnija, odnosno manja vrednost standardnog elektrodnog potencijala redoks para ( E^o (Mⁿ⁺ / M)) pokazuje jaču redukcionu sposobnost metala.

Pre vodonika, odnosno levo od vodonika: Eo< 0

Posle vodonika, odnosno desno od vodonika:E^o > 0

Li, Ca, Na, Al, Zn, Fe, Sn - reaguju sa vodonikom (H).

Cu, Ag, Au, Hg - ne reaguju sa vodonikom (H).

Li, Ca, Na, Al, Zn, Fe, Sn mogu da istisnu Cu, Ag, Hg, Au iz njihovih soli:

Elektroliza

Da bi se nespontane reakcije mogle izvesti nepohodno je dovesti električnu energiju iz spoljašnjeg izvora, odnosno izvršiti elektrolizu supstance.

U rastvor ili rastop elektrolita urone se elektrode i provodnikom se povežu sa izvorom jednosmerene struje (baterija).

Elektroda povezana za negativan pol izvora struje je katoda,  a anoda je elktroda povezana za pozitivan pol.

Joni elektrolita kreću se prema suprotno naelektrisanim elektrodama. Anjoni (negativno naelektrisani jon) kreću se prema anodi i predaju joj elektrone (e-) oksiduju se i nastaju neutralni atomi. Negativno naelektrisana kataoda predaje elktrone pozitivno naelektrisanim jonima elektrolita (katjoni) redukuju se i nastaju neutralni atomi.

Elektroliza rastopa NaCl

NaCl (s) ----> Na⁺ (l) +Cl^- (l)

(+) anoda: 2Cl- ----> 2Cl₂ + 2e^- (oksidacija)

( - ) katoda: Na⁺ + e^- ----> Na (redukcija)

Ukupna reakcija ćelije može se prikazati zbirom katodne i anodne reakcije:

 

rastop NaCl

Elektroliza rastvora NaCl

NaCl ---> Na⁺ + Cl^-

H₂O ---> H⁺ + OH^-

Na katodi će se rdukovati H+ joni zato što su u odnosu na Na+ jone imaju veću težnju da prime elektrone.

Oh- i Cl- joni imaju približno istu težnju za otpuštanjem elektrona. KOji će se okisdovati na anodi zavisi od njihovih koncentracija (veće je koncentracija Cl- jona).

Elektroliza vode

Rasvor postaje bazan zbog viška OH- jona.

Elektroliza vodenog rastvora CuSO4

CuSO₄ ---> Cu²⁺ + SO₄^2-

Rastvor je kiseo zbog viška H+ jona.

Elektroliza vodenog rastvora CuCl₂ 

CuCl₂ ---> Cu²⁺ + 2Cl^-

Faradejev zakon elektrolize

Količina materije izdvojena elektrolizom u jednom istom elektrolitu direktno je proporcionalna jednačini električne struje i vremenu njenog proticanja kroz elektrolit.