31. Гальванический элемент Даниэля-Якоби. Концентрационный гальванический элемент.

Гальванический элемент Даниэля-Якоби – цинковый электрод погружен в раствор ZnSO₄, а медный электрод – в раствор CuSO₄.Растворы отделены друг от друга пористой перегородкой, препятствующей их смещению.

На обоих электродах образуются двойные электрические слои и устанавливается равновесие.

Так как цинк более активен, он зарядится более отрицательно по сравнению с медью. Если электроды соединить проводником, то электроны будут перемещаться от цинка к меди.

В процессе работы элемента происходит растворение цинкового элемента и осаждение меди из раствора на медном электроде:

Zn⁰-2e→Zn⁺²

Cu⁺²+2e→Cu⁰

Чтобы элемент работал, цепь должна быть замкнутой. Перенос тока в растворе осуществляется ионами.

Можно составить гальванический элемент, соединив два электрода из одного металла,  если концентрация их солей различна. Такой элемент называют концентрационным.

В основе работы такого элемента лежит стремление к самопроизвольному выравниванию концентраций. Электроны переносятся от электрода с более разбавленным раствором соли(анод) к электроду с более концентрированным раствором (катод).

31. Электролиз. Основные понятия. Электролиз расплавов солей.

Электролиз – ОВ процесс, протекающий на границе электрод-электролит при прохождении электрического тока через раствор или расплав электролита.

Результат электролиза зависит от:

- природы электролита

- природы электрода

Если в расплав электролита, например NaCl, погрузить инертные электроды и пропустить ток, то ионы будут двигаться к электродам: катионы натрия к катоду, анионы хлора к аноду. Натрий восстанавливается, хлор окисляется. На катоде натрий, на аноде хлор.

Окислительный процесс на катоде зависит от природы электролита, но не зависит от материала.

1. катионы малоактивных металлов полностью восстанавливаются на катоде

Me⁺ⁿ+ne→Me⁰

2. катионы активных металлов

(от Li до Al) не восстанавливаются на катоде, а вместо них восстанавливаются либо молекулы воды, либо катионы водорода

2H₂O + 2e → H₂↑ + 2OH^- - в нейтральной и щелочной среде.

2H⁺ + 2e → H₂↑ - в кислой среде.

3. катионы металлов средней активности

(от Ti до H) восстанавливаются одновременно с молекулами воды.

Me⁺ⁿ + ne → Me⁰

2H₂O + 2e → H₂↑ + 2OH – в нейтральной и щелочной

2H⁺ + 2e → H₂↑ - в кислой среде

31. Электролиз водных растворов солей с инертным анодом и активным анодом.

Окислительный процесс на аноде зависит от природы электролита и от материала анода.

Если анод инертный, то окисление зависит только от природы электролита

1. раствор безкислородных кислот и их солей

A^- - e → A⁰

2. кислородосодержащие кислоты и их соли

4OH^- -4e → 2H₂O + O₂↑ в щелочной среде

2H₂O – 4e → O₂↑ + 4H⁺ - в кислой и нейтральной средах

Если анод активный, то окисляется сам материал анода.

Me⁰ – ne → Me⁺ⁿ