Почему невозможно получить натрий, калий и другие металлы через электролиз водных растворов их солей? Пожалуйста, приведите уравнение электролиза водного раствора CaCl2.
Пчелка
Натрий, калий и многие другие металлы невозможно получить через электролиз водных растворов их солей из-за их высокой электроотрицательности истинные значения электродных потенциалов.
При электролизе водного раствора натрия, например, NaCl, вода будет разлагаться на водород и кислород. Это происходит потому, что водород имеет более низкое значение электродного потенциала по сравнению с натрием, а значит, он будет предпочтительно выделяться на катоде. Когда натрий и кислород имеют большее значение электродного потенциала, чем водород, эти ионы непредпочтительно остаются в растворе, а не выделяются на электродах.
Уравнение электролиза водного раствора CaCl2, содержащего хлорид кальция, можно записать следующим образом:
\[
\text{2H}2\text{O} + \text{2Cl}^- \rightarrow \text{O}2 + \text{2H}2 + \text{2Ca}^{2+}
\]
При электролизе этого раствора, катод будет служить источником водорода:
\[
\text{2H}^+ + \text{2e}^- \rightarrow \text{H}_2
\]
А анод будет служить источником кислорода и катионов кальция:
\[
\text{4OH}^- \rightarrow \text{O}_2 + \text{2H}_2\text{O} + \text{4e}^-
\]
\[
\text{2H}2\text{O} + \text{2Ca}^{2+} \rightarrow \text{2Ca} + \text{4H}^+ + \text{4e}^-
\]
Таким образом, кислород и катионы кальция будут предпочтительно выделяться на аноде, а не натрий или калий.
Все эти процессы связаны с электрохимическим потенциалом реакций, и вышеупомянутые металлы имеют достаточно высокий электрохимический потенциал, что делает электролиз их водных растворов неэффективным способом получения чистого металла.
При электролизе водного раствора натрия, например, NaCl, вода будет разлагаться на водород и кислород. Это происходит потому, что водород имеет более низкое значение электродного потенциала по сравнению с натрием, а значит, он будет предпочтительно выделяться на катоде. Когда натрий и кислород имеют большее значение электродного потенциала, чем водород, эти ионы непредпочтительно остаются в растворе, а не выделяются на электродах.
Уравнение электролиза водного раствора CaCl2, содержащего хлорид кальция, можно записать следующим образом:
\[
\text{2H}2\text{O} + \text{2Cl}^- \rightarrow \text{O}2 + \text{2H}2 + \text{2Ca}^{2+}
\]
При электролизе этого раствора, катод будет служить источником водорода:
\[
\text{2H}^+ + \text{2e}^- \rightarrow \text{H}_2
\]
А анод будет служить источником кислорода и катионов кальция:
\[
\text{4OH}^- \rightarrow \text{O}_2 + \text{2H}_2\text{O} + \text{4e}^-
\]
\[
\text{2H}2\text{O} + \text{2Ca}^{2+} \rightarrow \text{2Ca} + \text{4H}^+ + \text{4e}^-
\]
Таким образом, кислород и катионы кальция будут предпочтительно выделяться на аноде, а не натрий или калий.
Все эти процессы связаны с электрохимическим потенциалом реакций, и вышеупомянутые металлы имеют достаточно высокий электрохимический потенциал, что делает электролиз их водных растворов неэффективным способом получения чистого металла.
Знаешь ответ?