Разряд катионов металлов
При электролизе водного раствора на катоде восстанавливается частица, которой легче принять электроны. Для школьных задач сначала сравнивают катион металла с водой: малоактивные металлы обычно выделяются в виде простого вещества, а вместо катионов активных металлов восстанавливается вода с образованием водорода.
Электродный процесс всегда происходит на катоде — отрицательном электроде при электролизе. Подробно роль катода разобрана на странице катода при электролизе. В водных растворах учитывают не только ионы растворённого вещества, но и воду; поэтому электролиз растворов отличается от электролиза расплавов.
Правило выбора катиона
- Катионы малоактивных металлов, расположенных после водорода в ряду активности, обычно восстанавливаются: \(\mathrm{M^{n+}+ne^-\rightarrow M}\).
- Катионы активных металлов, расположенных до алюминия, в воде обычно не разряжаются; вместо них восстанавливается вода: образуются водород и гидроксид-ионы.
- Для катионов металлов средней активности в школьных задачах чаще применяют правило: металл от алюминия до водорода не выделяется, а на катоде образуется \(\mathrm{H_2}\). Реальный результат может зависеть от концентрации и материала электрода.
В растворе присутствуют \(\mathrm{Cu^{2+}}\) и вода. Медь находится после водорода в ряду активности, поэтому на катоде разряжаются ионы меди: \(\mathrm{Cu^{2+}+2e^-\rightarrow Cu}\). На электроде осаждается медь.
Катионы движутся к катоду и восстанавливаются, а анионы направляются к аноду и обычно окисляются. Нельзя выбирать катион по его заряду: решающим является сравнительная лёгкость восстановления.
Что обычно выделяется на катоде при электролизе водного раствора хлорида натрия?
Главное
- Разряд катиона — его восстановление на катоде с присоединением электронов.
- В водном растворе малоактивные металлы обычно осаждаются, а вместо катионов активных металлов выделяется водород.
- Всегда учитывайте воду и различайте процессы на катоде и аноде.