Электрохимия: электролиз и его применение

Август 19, 2022

Главная
Химия
Электрохимия: электролиз и его применение

Содержание

2. Среди научных идей, оказавших огромное влияние на развитие человеческого общества, на прогресс техники, экономики и культуры,
3. Высказанная более двухсот лет назад М.В. Ломоносовым и воплотившись в открытиях Л.Гальвани и А.Вольты, она привела
4. С 1832 г. М. Фарадей все больше и больше задумывался над действием электрического тока. С 1832
5. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ЭЛЕКТРОХИМИИ Электроды — проводники, соединённые с полюсами источника электрической энергии. Анодом при электролизе называется
6. Электролиз - окислительно-восстановительный процесс, протекающий на электродах при прохождении постоянного электрического тока через расплав или раствор
7. Электролиз включает два процесса миграция реагирующих частиц под действием электрического поля к поверхности электрода переход заряда
8. Электроды Электрический ток подводится с помощью электродов. Различают электроды: инертные электроды не вступают в химические реакции,
9. Виды электролиза Электролиз расплавов электролитов Электролиз растворов электролитов
10. Электролиз расплавов с инертными электродами В процессе электролиза расплавов на электродах происходят электрохимические реакции с участием
11. Алгоритм составления уравнения электролиза расплава Помнить: в процессах на электродах участвуют только ионы электролита.
12. Электролиз расплава NaCl на инертном аноде Электродные процессы: (-) К: Na+ + 1е- ⟶ Na0 (+)
13. Электролиз расплава СаСl2 на инертном аноде Электродные процессы: (-)К: Ca2+ + 2e- = Ca0 (+)A: 2Сl-
14. Электролиз расплава КОН на инертном аноде Электролизом расплавов получают щелочные и щелочноземельные металлы.
15. Электролиз водных растворов электролитов Происходит в присутствии молекул воды и продуктов ее диссоциации (Н+, ОН-), которые
16. Электролиз воды на инертном аноде Электролиз воды – используется как способ получения газообразных кислорода и водорода.
17. Последовательность разрядки ионов Электролиз водных растворов сопровождается избирательным разрядом ионов при этом имеет место определенная последовательность
18. Правила электролиза. Процессы на катоде. Катионы активных металлов (от Li до Al включительно) и катион аммония
19. Правила электролиза. Процессы на аноде.
20. Алгоритм составления уравнений электролиза водных растворов Помнить: правила электролиза на катоде и аноде.
21. Электролиз водного раствора хлорида натрия с инертными электродами NaCl + nH2O → Na+ + Cl- +
22. Электролиз водного раствора хлорида цинка с инертным анодом Электродные процессы: (-) К: Zn2+ + 2е- ⟶
23. Участие неинертных электрордов в электродных процессах. Если электроды неинертны (т.е. изготовлены из металлов), то анионы из
24. Очистка металлов
25. Электролиз водного раствора нитрата серебра с неинертным (растворимым) анодом Диссоциация соли: AgNO3 + nH2O → Ag+
26. получение щелочей; получение галогенов; получение водорода. 1) Основная химическая промышленность: Применение электролиза 2) Электрометаллургия: получение активных
27. Электрометаллургия
28. 3) Металлообработка Гальванопластика - электрохимический способ копирования (получение точных копий изделий). Широко используется в технике при
29. 3) Металлообработка Гальваностегия - электрохимический процесс покрытия одного металла другим, более устойчивым в механическом и химическом
31. Скачать презентацию

Слайд 2

Среди научных идей, оказавших огромное влияние на развитие человеческого общества, на

прогресс техники, экономики и культуры, на весь облик нашей цивилизации, немаловажное место занимает идея взаимосвязи электрических и химических явлений.

Слайд 3

Высказанная более двухсот лет назад М.В. Ломоносовым и воплотившись в открытиях

Л.Гальвани и А.Вольты, она привела к созданию химического источника тока – вольтова столба, появление которого стимулировало изучение природы электричества и его действия на различные вещества.

М.В. Ломоносов (1711-1765 г.г.)

Алессандро Вольта
(1745-1827 г.г.)

Луиджи Гальвани
(1737—1798 г.г.)

Вольтов столб

Слайд 4

С 1832 г. М. Фарадей все больше и больше задумывался над

действием электрического тока. С 1832 по 1855 г.г. он опубликовал 30 серий своих «Экспериментальных исследований по электричеству», изложенных в форме кратких параграфов. Общее число параграфов достигло 3420.
Именно М. Фарадею принадлежит первенство в формулировании основных понятий электрохимии.

Слайд 5

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ЭЛЕКТРОХИМИИ
Электроды — проводники, соединённые с полюсами источника электрической энергии.
Анодом

при электролизе называется положительный электрод (на нем происходит процесс восстановления), катодом — отрицательный (на нем происходит процесс окисления).

Положительные ионы — катионы — (ионы металлов, ионы водорода, ионы аммония и др.) — движутся к катоду, отрицательные ионы — анионы — (ионы кислотных остатков и гидроксид-ионы) — движутся к аноду.

Ионы – заряженные частицы.

Слайд 6

Электролиз - окислительно-восстановительный процесс, протекающий на электродах при прохождении постоянного электрического

тока через расплав или раствор электролита.
Электролиты – это вещества
растворы и расплавы
которых проводят
электрический ток.
Электролиты: соли,
кислоты, щелочи.

Слайд 7

Электролиз включает два процесса
миграция реагирующих частиц под действием электрического поля к

поверхности электрода

переход заряда с частицы на электрод или с электрода на частицу

Слайд 8

Электроды
Электрический ток подводится с помощью электродов.
Различают электроды:
инертные электроды не вступают

в химические реакции, находясь в контакте с электролитами и при пропускании электрического тока (графит, платина, уголь);
неинертные электроды вступают в химическую реакцию окисления
на аноде при пропускании электри-
ческого тока (алюминий, медь и
др. металлы).

Слайд 9

Виды электролиза
Электролиз расплавов электролитов
Электролиз растворов электролитов

Слайд 10

Электролиз расплавов с инертными электродами
В процессе электролиза расплавов на электродах происходят

электрохимические реакции с участием только ионов расплава.
На катоде восстанавливаются
катионы металлов: Меn+ + nе-→ Ме0
На аноде:
анионы бескислородных кислот (кроме F-) окисляются до соответствующего простого вещества: 2Cl- - 2e- ⟶ Cl20↑
кислородсодержащие анионы выделяют кислород и превращаются в один из оксидов:
SO42- - 2e- ⟶ SO2↑ + O2↑

Слайд 11

Алгоритм составления уравнения электролиза расплава
Помнить: в процессах на электродах участвуют только

ионы электролита.

Слайд 12

Электролиз расплава NaCl на инертном аноде
Электродные процессы:
(-) К: Na+ + 1е-

⟶ Na0
(+) А: 2Cl- - 2e- ⟶ Cl20↑

В расплаве присутствуют только ионы электролита:
NaCl ⟶ Na+ + Cl-

Уравнение электролиза:
2NaCl ⟶ 2Na0 + Cl20↑

Слайд 13

Электролиз расплава СаСl2 на инертном аноде
Электродные процессы:
(-)К: Ca2+ + 2e- =

Ca0
(+)A: 2Сl- - 2e- = Cl20

Уравнение электролиза:
CaCl2 → Ca0 + Cl20

В расплаве присутствуют только ионы электролита:
CaCl2 ⟺ Ca+2 + 2Cl-

Слайд 14

Электролиз расплава КОН на инертном аноде
Электролизом расплавов получают щелочные и щелочноземельные

металлы.

Слайд 15

Электролиз водных растворов электролитов
Происходит в присутствии молекул воды и продуктов ее

диссоциации (Н+, ОН-), которые принимают участие в электродных процессах.
В итоге:
в электролизе водных растворов электролитов участвуют:
ионы электролита;
молекулы воды, Н+ и ОН-.

Слайд 16

Электролиз воды на инертном аноде
Электролиз воды – используется как способ получения

газообразных кислорода и водорода.

Уравнение электролиза воды:

Молекулы воды могут подвергаться электрохимическому окислению или восстановлению на катоде и на аноде.

(-)К: 2Н2О + 2е- → Н2↑ + 2ОН-
(+)А: 2Н2О - 4е- → О2↑ + 4Н+

Слайд 17

Последовательность разрядки ионов
Электролиз водных растворов сопровождается избирательным разрядом ионов при этом

имеет место определенная последовательность разрядки ионов на электродах.
Последовательность разрядки ионов будет зависеть от относительных значений электродных потенциалов.
На катоде первым будет восстанавливаться наиболее сильный окислитель (имеющий наибольшее значение φ).
На аноде первым окисляется наиболее сильный восстановитель (имеющий наименьшее значение электродного потенциала φ).

Слайд 18

Правила электролиза. Процессы на катоде.
Катионы активных металлов (от Li до Al

включительно) и катион аммония (NH4+) на катоде не восстанавливаются, вместо них восстанавливаются молекулы воды по уравнению: (-)К: 2Н2О + 2е- → Н2↑ + 2ОН-
Катионы металлов средней активности (от Al до водорода) восстанавливаются на катоде совместно с молекулами воды:
(-)К: Меn+ + nе-→ Ме0
2Н2О + 2е- → Н2↑ + 2ОН-
3. Катионы малоактивных металлов (после водорода) восстанавливаются на катоде:
(-)К: Меn+ + nе-→ Ме0
4. Ионы водорода восстанавливаются только из растворов кислот:
(-)К: 2Н+ + 2е- → Н2↑

Слайд 19

Правила электролиза. Процессы на аноде.

Слайд 20

Алгоритм составления уравнений электролиза водных растворов
Помнить: правила электролиза на катоде и

аноде.

Слайд 21

Электролиз водного раствора хлорида натрия с инертными электродами
NaCl + nH2O →

Na+ + Cl- + nH2O

Слайд 22

Электролиз водного раствора хлорида цинка с инертным анодом
Электродные процессы:
(-) К: Zn2+

+ 2е- ⟶ Zn0
2Н2О + 2е- → Н2↑ + 2ОН-
(+) А: 2Cl- - 2e- ⟶ Cl20↑

Диссоциация соли:
ZnCl2 + nH2O → Zn2+ + 2Cl- + nH2O

Уравнение электролиза:
2ZnCl2 + 2H2O → Zn0 + 2Cl20 + Н2↑ + Zn(OH)2↓

Слайд 23

Участие неинертных электрордов в электродных процессах.
Если электроды неинертны (т.е. изготовлены из

металлов), то анионы из раствора не окисляются, а окисляется сам анод:
(+)А:
В итоге: Анод растворяется.
Применение: Для получения химически чистых металлов.

Слайд 24

Очистка металлов

Слайд 25

Электролиз водного раствора нитрата серебра с неинертным (растворимым) анодом
Диссоциация соли:
AgNO3 +

nH2O → Ag+ + NO3- + nH2O
Электродные процессы:

В итоге:

Слайд 26

получение щелочей;
получение галогенов;
получение водорода.
1) Основная химическая промышленность:
Применение электролиза
2) Электрометаллургия:
получение

активных металлов из расплавов солей;
получение металлов из расплавов и растворов
очистка металлов от примесей

Слайд 27

Электрометаллургия

Слайд 28

3) Металлообработка
Гальванопластика - электрохимический способ копирования (получение точных копий изделий).
Широко

используется в технике при изготовлении матриц в полиграфии, пресс-форм для прессования грампластинок и т.п.
Этим способом изготовляют металлические сетки, ювелирные изделия, копии скульптур, гравюр, детали сложной конфигурации. Способ отличается исключительно высокой точностью воспроизведения рельефа изделия.

Слайд 29

3) Металлообработка
Гальваностегия - электрохимический процесс покрытия одного металла другим, более устойчивым

в механическом и химическом отношении, например, стальные детали покрывают хромом, никелем; медные - никелем, серебром или другими металлами.

Электрохимия: электролиз и его применение

Содержание

Среди научных идей, оказавших огромное влияние на развитие человеческого общества, на

Высказанная более двухсот лет назад М.В. Ломоносовым и воплотившись в открытиях

С 1832 г. М. Фарадей все больше и больше задумывался над

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ЭЛЕКТРОХИМИИЭлектроды — проводники, соединённые с полюсами источника электрической энергии.Анодом

Электролиз - окислительно-восстановительный процесс, протекающий на электродах при прохождении постоянного электрического

Электролиз включает два процесса миграция реагирующих частиц под действием электрического поля к

Электроды Электрический ток подводится с помощью электродов. Различают электроды:инертные электроды не вступают

Виды электролизаЭлектролиз расплавов электролитовЭлектролиз растворов электролитов

Электролиз расплавов с инертными электродами В процессе электролиза расплавов на электродах происходят

Алгоритм составления уравнения электролиза расплаваПомнить: в процессах на электродах участвуют только

Электролиз расплава NaCl на инертном анодеЭлектродные процессы:(-) К: Na+ + 1е-

Электролиз расплава СаСl2 на инертном анодеЭлектродные процессы:(-)К: Ca2+ + 2e- =

Электролиз расплава КОН на инертном аноде Электролизом расплавов получают щелочные и щелочноземельные

Электролиз водных растворов электролитов Происходит в присутствии молекул воды и продуктов ее

Электролиз воды на инертном аноде Электролиз воды – используется как способ получения

Последовательность разрядки ионов Электролиз водных растворов сопровождается избирательным разрядом ионов при этом

Правила электролиза. Процессы на катоде.Катионы активных металлов (от Li до Al