Π§ΠΈΡ‚Π°ΠΉΡ‚Π΅ ΠΊΠ½ΠΈΠ³ΠΈ ΠΎΠ½Π»Π°ΠΉΠ½ Π½Π° Bookidrom.ru! БСсплатныС ΠΊΠ½ΠΈΠ³ΠΈ Π² ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΌ ΠΊΠ»ΠΈΠΊΠ΅

Π§ΠΈΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ ΠΎΠ½Π»Π°ΠΉΠ½ Β«ΠžΠ±Ρ‰Π°Ρ химия». Π‘Ρ‚Ρ€Π°Π½ΠΈΡ†Π° 75

Автор Николай Π“Π»ΠΈΠ½ΠΊΠ°

ΠŸΡ€ΠΈ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄Π΅ ΠΎΡ‚ Π²ΠΎΠ΄Ρ‹ ΠΊ Π½Π΅Π²ΠΎΠ΄Π½Ρ‹ΠΌ растворитСлям Π²Π·Π°ΠΈΠΌΠ½ΠΎΠ΅ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»ΠΎΠ² Π² ряду напряТСний ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½ΡΡ‚ΡŒΡΡ. ΠŸΡ€ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π° этого Π»Π΅ΠΆΠΈΡ‚ Π² Ρ‚ΠΎΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ энСргия ΡΠΎΠ»ΡŒΠ²Π°Ρ‚Π°Ρ†ΠΈΠΈ ΠΈΠΎΠ½ΠΎΠ² Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹Ρ… ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»ΠΎΠ² ΠΏΠΎ-Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΠΌΡƒ измСняСтся ΠΏΡ€ΠΈ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄Π΅ ΠΎΡ‚ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ растворитСля ΠΊ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠΌΡƒ.

Π’ частности, ΠΈΠΎΠ½ ΠΌΠ΅Π΄ΠΈ вСсьма энСргично ΡΠΎΠ»ΡŒΠ²Π°Ρ‚ΠΈΡ€ΡƒΠ΅Ρ‚ΡΡ Π² Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… органичСских растворитСлях; это ΠΏΡ€ΠΈΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ ΠΊ Ρ‚ΠΎΠΌΡƒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π² Ρ‚Π°ΠΊΠΈΡ… растворитСлях мСдь располагаСтся Π² ряду напряТСний Π΄ΠΎ Π²ΠΎΠ΄ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π° ΠΈ вытСсняСт Π΅Π³ΠΎ ΠΈΠ· растворов кислот.

Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, Π² ΠΎΡ‚Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ΅ ΠΎΡ‚ пСриодичСской систСмы элСмСнтов, ряд напряТСний ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»ΠΎΠ² Π½Π΅ являСтся ΠΎΡ‚Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ ΠΎΠ±Ρ‰Π΅ΠΉ ЗакономСрности, Π½Π° основС ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π΄Π°Π²Π°Ρ‚ΡŒ Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ½Π½ΡŽΡŽ Π₯арактСристику химичСских свойств ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»ΠΎΠ². Ряд напряТСний Π₯Π°Ρ€Π°ΠΊΡ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ·ΡƒΠ΅Ρ‚ лишь ΠΎΠΊΠΈΡΠ»ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ-Π²ΠΎΡΡΡ‚Π°Π½ΠΎΠ²ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΡƒΡŽ ΡΠΏΠΎΡΠΎΠ±Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ЭлСктрохимичСской систСмы Β«ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π» β€” ΠΈΠΎΠ½ ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»Π°Β» Π² строго ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½Π½Ρ‹Ρ… условиях: ΠΏΡ€ΠΈΠ²Π΅Π΄Π΅Π½Π½Ρ‹Π΅ Π² Π½Π΅ΠΌ Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Ρ‹ относятся ΠΊ Π²ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΌΡƒ раствору, Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π΅ 25Β°C ΠΈ Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ‡Π½ΠΎΠΉ ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΈ (активности) ΠΈΠΎΠ½ΠΎΠ² ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»Π°.

- 285 -

101. Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ»ΠΈΠ·.


Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ»ΠΈΠ·ΠΎΠΌ называСтся ΡΠΎΠ²ΠΎΠΊΡƒΠΏΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ процСссов, происходящих ΠΏΡ€ΠΈ ΠΏΡ€ΠΎΡ…ΠΎΠΆΠ΄Π΅Π½ΠΈΠΈ постоянного элСктричСского Ρ‚ΠΎΠΊΠ° Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΡ…ΠΈΠΌΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΡƒΡŽ систСму, ΡΠΎΡΡ‚ΠΎΡΡ‰ΡƒΡŽ ΠΈΠ· Π΄Π²ΡƒΡ… элСктродов ΠΈ расплава ΠΈΠ»ΠΈ раствора элСктролита.

ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€ΠΎΠΌ элСктролиза ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΡΠ»ΡƒΠΆΠΈΡ‚ΡŒ элСктролиз расплава Ρ…Π»ΠΎΡ€ΠΈΠ΄Π° магния. ΠŸΡ€ΠΈ ΠΏΡ€ΠΎΡ…ΠΎΠΆΠ΄Π΅Π½ΠΈΠΈ Ρ‚ΠΎΠΊΠ° Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· расплав MgCl2 ΠΊΠ°Ρ‚ΠΈΠΎΠ½Ρ‹ магния ΠΏΠΎΠ΄ дСйствиСм элСктричСского поля двиТутся ΠΊ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΌΡƒ элСктроду. Π—Π΄Π΅ΡΡŒ, взаимодСйствуя с приходящими ΠΏΠΎ внСшнСй Ρ†Π΅ΠΏΠΈ элСктронами, ΠΎΠ½ΠΈ Π²ΠΎΡΡΡ‚Π°Π½Π°Π²Π»ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ

Анионы Ρ…Π»ΠΎΡ€Π° ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Ρ‰Π°ΡŽΡ‚ΡΡ ΠΊ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΌΡƒ элСктроду ΠΈ, отдавая ΠΈΠ·Π±Ρ‹Ρ‚ΠΎΡ‡Π½Ρ‹Π΅ элСктроны, ΠΎΠΊΠΈΡΠ»ΡΡŽΡ‚ΡΡ. ΠŸΡ€ΠΈ этом ΠΏΠ΅Ρ€Π²ΠΈΡ‡Π½Ρ‹ΠΌ процСссом являСтся собствСнно элСктрохимичСская стадия β€” окислСниС ΠΈΠΎΠ½ΠΎΠ² Ρ…Π»ΠΎΡ€Π°

Π° Π²Ρ‚ΠΎΡ€ΠΈΡ‡Π½Ρ‹ΠΌ β€” связываниС ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΡ…ΡΡ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² Ρ…Π»ΠΎΡ€Π° Π² ΠΌΠΎΠ»Π΅ΠΊΡƒΠ»Ρ‹:

2Cl=Cl2

Бкладывая уравнСния процСссов, ΠΏΡ€ΠΎΡ‚Π΅ΠΊΠ°ΡŽΡ‰ΠΈΡ… Ρƒ элСктродов, ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΠΌ суммарноС ΡƒΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΎΠΊΠΈΡΠ»ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ-Π²ΠΎΡΡΡ‚Π°Π½ΠΎΠ²ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ Ρ€Π΅Π°ΠΊΡ†ΠΈΠΈ, происходящСй ΠΏΡ€ΠΈ элСктролизС расплава MgCl2:

Π­Ρ‚Π° рСакция Π½Π΅ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΠΏΡ€ΠΎΡ‚Π΅ΠΊΠ°Ρ‚ΡŒ ΡΠ°ΠΌΠΎΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²ΠΎΠ»ΡŒΠ½ΠΎ; энСргия, нСобходимая для Π΅Π΅ осущСствлСния, поступаСт ΠΎΡ‚ внСшнСго источника Ρ‚ΠΎΠΊΠ°.

Как ΠΈ Π² случаС химичСского источника элСктричСской энСргии, элСктрод, Π½Π° ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΌ происходит восстановлСниС, называСтся ΠΊΠ°Ρ‚ΠΎΠ΄ΠΎΠΌ; элСктрод, Π½Π° ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΌ происходит окислСниС, называСтся Π°Π½ΠΎΠ΄ΠΎΠΌ. Но ΠΏΡ€ΠΈ элСктролизС ΠΊΠ°Ρ‚ΠΎΠ΄ заряТСн ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ, Π° Π°Π½ΠΎΠ΄ - ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ, Ρ‚. Π΅. распрСдСлСниС Π·Π½Π°ΠΊΠΎΠ² заряда элСктродов ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ²ΠΎΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ½ΠΎ Ρ‚ΠΎΠΌΡƒ, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ΅ имССтся ΠΏΡ€ΠΈ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π΅ Π³Π°Π»ΡŒΠ²Π°Π½ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΠΎΠ³ΠΎ элСмСнта. ΠŸΡ€ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π° этого Π·Π°ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°Π΅Ρ‚ΡΡ Π² Ρ‚ΠΎΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ процСссы, ΠΏΡ€ΠΎΡ‚Π΅ΠΊΠ°ΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ ΠΏΡ€ΠΈ элСктролизС, Π² ΠΏΡ€ΠΈΠ½Ρ†ΠΈΠΏΠ΅ ΠΎΠ±Ρ€Π°Ρ‚Π½Ρ‹ процСссам, ΠΈΠ΄ΡƒΡ‰ΠΈΠΌ ΠΏΡ€ΠΈ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π΅ Π³Π°Π»ΡŒΠ²Π°Π½ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΠΎΠ³ΠΎ элСмСнта. ΠŸΡ€ΠΈ элСктролизС химичСская рСакция осущСствляСтся Π·Π° счСт энСргии элСктричСского Ρ‚ΠΎΠΊΠ°, ΠΏΠΎΠ΄Π²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΠΉ ΠΈΠ·Π²Π½Π΅, Π² Ρ‚ΠΎ врСмя ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΡ€ΠΈ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π΅ Π³Π°Π»ΡŒΠ²Π°Π½ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΠΎΠ³ΠΎ элСмСнта энСргия ΡΠ°ΠΌΠΎΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²ΠΎΠ»ΡŒΠ½ΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΡ‚Π΅ΠΊΠ°ΡŽΡ‰Π΅ΠΉ Π² Π½Π΅ΠΌ химичСской Ρ€Π΅Π°ΠΊΡ†ΠΈΠΈ прСвращаСтся Π² ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΡƒΡŽ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ.

ΠŸΡ€ΠΈ рассмотрСнии элСктролиза Π²ΠΎΠ΄Π½Ρ‹Ρ… растворов нСльзя ΡƒΠΏΡƒΡΠΊΠ°Ρ‚ΡŒ ΠΈΠ· Π²ΠΈΠ΄Ρƒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ, ΠΊΡ€ΠΎΠΌΠ΅ ΠΈΠΎΠ½ΠΎΠ² элСктролита, Π²ΠΎ всяком Π²ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΌ растворС ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ΡΡ Π΅Ρ‰Π΅ ΠΈΠΎΠ½Ρ‹, ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ΡΡ ΠΏΡ€ΠΎΠ΄ΡƒΠΊΡ‚Π°ΠΌΠΈ диссоциации Π²ΠΎΠ΄Ρ‹ β€” H+ ΠΈ OH-. Π’ элСктричСском ΠΏΠΎΠ»Π΅ ΠΈΠΎΠ½Ρ‹ Π²ΠΎΠ΄ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π° ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Ρ‰Π°ΡŽΡ‚ΡΡ ΠΊ ΠΊΠ°Ρ‚ΠΎΠ΄Ρƒ, Π° ΠΈΠΎΠ½Ρ‹ OH- β€” ΠΊ Π°Π½ΠΎΠ΄Ρƒ. Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, Ρƒ ΠΊΠ°Ρ‚ΠΎΠ΄Π° ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ Ρ€Π°Π·Ρ€ΡΠΆΠ°Ρ‚ΡŒΡΡ ΠΊΠ°ΠΊ ΠΊΠ°Ρ‚ΠΈΠΎΠ½Ρ‹ элСктролита, Ρ‚Π°ΠΊ ΠΈ ΠΊΠ°Ρ‚ΠΈΠΎΠ½Ρ‹ Π²ΠΎΠ΄ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π°.

- 286 -

Аналогично Ρƒ Π°Π½ΠΎΠ΄Π° ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΠΏΡ€ΠΎΠΈΡΡ…ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ΡŒ разряд ΠΊΠ°ΠΊ Π°Π½ΠΈΠΎΠ½ΠΎΠ² элСктролита, Ρ‚Π°ΠΊ ΠΈ гидроксид-ΠΈΠΎΠ½ΠΎΠ². ΠšΡ€ΠΎΠΌΠ΅ Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ, ΠΌΠΎΠ»Π΅ΠΊΡƒΠ»Ρ‹ Π²ΠΎΠ΄Ρ‹ Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ ΠΏΠΎΠ΄Π²Π΅Ρ€Π³Π°Ρ‚ΡŒΡΡ элСктрохимичСскому окислСнию ΠΈΠ»ΠΈ Π²ΠΎΡΡΡ‚Π°Π½ΠΎΠ²Π»Π΅Π½ΠΈΡŽ.

КакиС ΠΈΠΌΠ΅Π½Π½ΠΎ элСктрохимичСскиС процСссы Π±ΡƒΠ΄ΡƒΡ‚ ΠΏΡ€ΠΎΡ‚Π΅ΠΊΠ°Ρ‚ΡŒ Ρƒ элСктродов ΠΏΡ€ΠΈ элСктролизС, ΠΏΡ€Π΅ΠΆΠ΄Π΅ всСго Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Π·Π°Π²ΠΈΡΠ΅Ρ‚ΡŒ ΠΎΡ‚ ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠΉ элСктродных ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² ΡΠΎΠΎΡ‚Π²Π΅Ρ‚ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΡ… элСктрохимичСских систСм. Из Π½Π΅ΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΈΡ… Π²ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ½Ρ‹Ρ… процСссов Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΏΡ€ΠΎΡ‚Π΅ΠΊΠ°Ρ‚ΡŒ Ρ‚ΠΎΡ‚, осущСствлСниС ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ³ΠΎ сопряТСно с минимальной Π·Π°Ρ‚Ρ€Π°Ρ‚ΠΎΠΉ энСргии. Π­Ρ‚ΠΎ ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡Π°Π΅Ρ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π½Π° ΠΊΠ°Ρ‚ΠΎΠ΄Π΅ Π±ΡƒΠ΄ΡƒΡ‚ Π²ΠΎΡΡΡ‚Π°Π½Π°Π²Π»ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒΡΡ окислСнныС Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡ‹ элСктрохимичСских систСм, ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‰ΠΈΡ… наибольший элСктродный ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π», Π° Π½Π° Π°Π½ΠΎΠ΄Π΅ Π±ΡƒΠ΄ΡƒΡ‚ ΠΎΠΊΠΈΡΠ»ΡΡ‚ΡŒΡΡ восстановлСнныС Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡ‹ систСм с наимСньшим элСктродным ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠΌ. На ΠΏΡ€ΠΎΡ‚Π΅ΠΊΠ°Π½ΠΈΠ΅ Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… элСктрохимичСских процСссов ΠΎΠΊΠ°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅Ρ‚ тормозящСС дСйствиС ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π» элСктрода; Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠ΅ случаи ΠΎΠ³ΠΎΠ²ΠΎΡ€Π΅Π½Ρ‹ Π½ΠΈΠΆΠ΅.

Рассматривая ΠΊΠ°Ρ‚ΠΎΠ΄Π½Ρ‹Π΅ процСссы, ΠΏΡ€ΠΎΡ‚Π΅ΠΊΠ°ΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ ΠΏΡ€ΠΈ элСктролизС Π²ΠΎΠ΄Π½Ρ‹Ρ… растворов, ограничимся ваТнСйшим случаСм β€” ΠΊΠ°Ρ‚ΠΎΠ΄Π½Ρ‹ΠΌ восстановлСниСм, приводящим ΠΊ Π²Ρ‹Π΄Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΡŽ элСмСнтов Π² свободном состоянии. Π—Π΄Π΅ΡΡŒ Π½ΡƒΠΆΠ½ΠΎ ΡƒΡ‡ΠΈΡ‚Ρ‹Π²Π°Ρ‚ΡŒ Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Ρƒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»Π° процСсса восстановлСния ΠΈΠΎΠ½ΠΎΠ² Π²ΠΎΠ΄ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π°. Π­Ρ‚ΠΎΡ‚ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π» зависит ΠΎΡ‚ ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΈ ΠΈΠΎΠ½ΠΎΠ² Π²ΠΎΠ΄ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π° (см. стр. 273) ΠΈ Π² случаС Π½Π΅ΠΉΡ‚Ρ€Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… растворов (pH=7) ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ β„°=-0.059Β·7=-0.41 Π’. ΠŸΠΎΡΡ‚ΠΎΠΌΡƒ, Ссли ΠΊΠ°Ρ‚ΠΈΠΎΠ½ΠΎΠΌ элСктролита являСтся ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π», элСктродный ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π» ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ³ΠΎ Π·Π½Π°Ρ‡ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Π΅Π΅, Ρ‡Π΅ΠΌ β€”0,41 Π’, Ρ‚ΠΎ ΠΈΠ· Π½Π΅ΠΉΡ‚Ρ€Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ раствора Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠ³ΠΎ элСктролита Π½Π° ΠΊΠ°Ρ‚ΠΎΠ΄Π΅ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Π²Ρ‹Π΄Π΅Π»ΡΡ‚ΡŒΡΡ ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π». Π’Π°ΠΊΠΈΠ΅ ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»Ρ‹ находятся Π² ряду напряТСний Π²Π±Π»ΠΈΠ·ΠΈ Π²ΠΎΠ΄ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π° (начиная ΠΏΡ€ΠΈΠ±Π»ΠΈΠ·ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ ΠΎΡ‚ ΠΎΠ»ΠΎΠ²Π°) ΠΈ послС Π½Π΅Π³ΠΎ. Наоборот, Ссли ΠΊΠ°Ρ‚ΠΈΠΎΠ½ΠΎΠΌ элСктролита являСтся ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π», ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‰ΠΈΠΉ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π» Π·Π½Π°Ρ‡ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ, Ρ‡Π΅ΠΌ β€”0,41 Π’, ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π» Π²ΠΎΡΡΡ‚Π°Π½Π°Π²Π»ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒΡΡ Π½Π΅ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚, Π° ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·ΠΎΠΉΠ΄Π΅Ρ‚ Π²Ρ‹Π΄Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π²ΠΎΠ΄ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π°. К Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»Π°ΠΌ относятся ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»Ρ‹ Π½Π°Ρ‡Π°Π»Π° ряда напряТСний β€” ΠΏΡ€ΠΈΠ±Π»ΠΈΠ·ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ Π΄ΠΎ Ρ‚ΠΈΡ‚Π°Π½Π°. НаконСц, Ссли ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π» ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»Π° Π±Π»ΠΈΠ·ΠΎΠΊ ΠΊ Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΡŽ β€”0,41 Π’ (ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»Ρ‹ срСднСй части ряда β€” Zn, Cr, Fe, Cd, Ni), Ρ‚ΠΎ Π² зависимости ΠΎΡ‚ ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΈ раствора ΠΈ условий элСктролиза* Π²ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΊΠ°ΠΊ восстановлСниС ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»Π°, Ρ‚Π°ΠΊ ΠΈ Π²Ρ‹Π΄Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π²ΠΎΠ΄ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π°; Π½Π΅Ρ€Π΅Π΄ΠΊΠΎ Π½Π°Π±Π»ΡŽΠ΄Π°Π΅Ρ‚ΡΡ совмСстноС Π²Ρ‹Π΄Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»Π° ΠΈ Π²ΠΎΠ΄ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π°.

ЭлСктрохимичСскоС Π²Ρ‹Π΄Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π²ΠΎΠ΄ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π° ΠΈΠ· кислых растворов происходит вслСдствиС разряда ΠΈΠΎΠ½ΠΎΠ² Π²ΠΎΠ΄ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π°. Π’ случаС ΠΆΠ΅ Π½Π΅ΠΉΡ‚Ρ€Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… ΠΈΠ»ΠΈ Ρ‰Π΅Π»ΠΎΡ‡Π½Ρ‹Ρ… срСд ΠΎΠ½ΠΎ являСтся Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚ΠΎΠΌ элСктрохимичСского восстановлСния Π²ΠΎΠ΄Ρ‹:

* К ваТнСйшим условиям элСктролиза относятся ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ Ρ‚ΠΎΠΊΠ°, Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π°, состав раствора. ΠŸΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ Ρ‚ΠΎΠΊΠ° называСтся ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ силы Ρ‚ΠΎΠΊΠ° ΠΊ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‡Π΅ΠΉ ΠΏΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΠΈ элСктрода.

- 287 -

Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, Ρ…Π°Ρ€Π°ΠΊΡ‚Π΅Ρ€ ΠΊΠ°Ρ‚ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ процСсса ΠΏΡ€ΠΈ элСктролизС Π²ΠΎΠ΄Π½Ρ‹Ρ… растворов опрСдСляСтся ΠΏΡ€Π΅ΠΆΠ΄Π΅ всСго ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ ΡΠΎΠΎΡ‚Π²Π΅Ρ‚ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‰Π΅Π³ΠΎ ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»Π° Π² ряду напряТСний. Π’ рядС случаСв большоС Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ pH раствора, концСнтрация ΠΈΠΎΠ½ΠΎΠ² ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»Π° ΠΈ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠ΅ условия элСктролиза.

ΠŸΡ€ΠΈ рассмотрСнии Π°Π½ΠΎΠ΄Π½Ρ‹Ρ… процСссов слСдуСт ΠΈΠΌΠ΅Ρ‚ΡŒ Π² Π²ΠΈΠ΄Ρƒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π» Π°Π½ΠΎΠ΄Π° Π² Ρ…ΠΎΠ΄Π΅ элСктролиза ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΠΎΠΊΠΈΡΠ»ΡΡ‚ΡŒΡΡ. Π’ связи с этим Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π°ΡŽΡ‚ элСктролиз с ΠΈΠ½Π΅Ρ€Ρ‚Π½Ρ‹ΠΌ Π°Π½ΠΎΠ΄ΠΎΠΌ ΠΈ элСктролиз с Π°ΠΊΡ‚ΠΈΠ²Π½Ρ‹ΠΌ Π°Π½ΠΎΠ΄ΠΎΠΌ. Π˜Π½Π΅Ρ€Ρ‚Π½Ρ‹ΠΌ называСтся Π°Π½ΠΎΠ΄, ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π» ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ³ΠΎ Π½Π΅ ΠΏΡ€Π΅Ρ‚Π΅Ρ€ΠΏΠ΅Π²Π°Π΅Ρ‚ окислСния Π² Ρ…ΠΎΠ΄Π΅ элСктролиза. Активным называСтся Π°Π½ΠΎΠ΄, ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π» ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ³ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΠΎΠΊΠΈΡΠ»ΡΡ‚ΡŒΡΡ Π² Ρ…ΠΎΠ΄Π΅ элСктролиза. Π’ качСствС ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² для ΠΈΠ½Π΅Ρ€Ρ‚Π½Ρ‹Ρ… Π°Π½ΠΎΠ΄ΠΎΠ² Ρ‡Π°Ρ‰Π΅ всСго ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½ΡΡŽΡ‚ Π³Ρ€Π°Ρ„ΠΈΡ‚, ΡƒΠ³ΠΎΠ»ΡŒ, ΠΏΠ»Π°Ρ‚ΠΈΠ½Ρƒ.

На ΠΈΠ½Π΅Ρ€Ρ‚Π½ΠΎΠΌ Π°Π½ΠΎΠ΄Π΅ ΠΏΡ€ΠΈ элСктролизС Π²ΠΎΠ΄Π½Ρ‹Ρ… растворов Ρ‰Π΅Π»ΠΎΡ‡Π΅ΠΉ, кислородсодСрТащих кислот ΠΈ ΠΈΡ… солСй, Π° Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ Ρ„Ρ‚ΠΎΡ€ΠΎ-Π²ΠΎΠ΄ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π° ΠΈ Ρ„Ρ‚ΠΎΡ€ΠΈΠ΄ΠΎΠ² происходит элСктрохимичСскоС окислСниС Π²ΠΎΠ΄Ρ‹ с Π²Ρ‹Π΄Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ кислорода. Π’ зависимости ΠΎΡ‚ pH раствора этот процСсс ΠΏΡ€ΠΎΡ‚Π΅ΠΊΠ°Π΅Ρ‚ ΠΏΠΎ-Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΠΌΡƒ ΠΈ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ записан Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹ΠΌΠΈ уравнСниями. Π’ Ρ‰Π΅Π»ΠΎΡ‡Π½ΠΎΠΉ срСдС ΡƒΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ Π²ΠΈΠ΄

Π° Π² кислой ΠΈΠ»ΠΈ Π½Π΅ΠΉΡ‚Ρ€Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ:

Π’ рассматриваСмых случаях элСктрохимичСскоС окислСниС Π²ΠΎΠ΄Ρ‹ являСтся энСргСтичСски Π½Π°ΠΈΠ±ΠΎΠ»Π΅Π΅ Π²Ρ‹Π³ΠΎΠ΄Π½Ρ‹ΠΌ процСссом. ΠšΠΈΡΠ»ΠΎΡ€ΠΎΠ΄ΡΠΎΠ΄Π΅Ρ€ΠΆΠ°Ρ‰ΠΈΠ΅ Π°Π½ΠΈΠΎΠ½Ρ‹ ΠΈΠ»ΠΈ Π½Π΅ способны ΠΎΠΊΠΈΡΠ»ΡΡ‚ΡŒΡΡ, ΠΈΠ»ΠΈ ΠΈΡ… окислСниС происходит ΠΏΡ€ΠΈ ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ высоких ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»Π°Ρ…. НапримСр, стандартный ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π» окислСния ΠΈΠΎΠ½Π° SO42-

Ρ€Π°Π²Π΅Π½ 2,01 Π’, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π·Π½Π°Ρ‡ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ ΠΏΡ€Π΅Π²Ρ‹ΡˆΠ°Π΅Ρ‚ стандартный ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π» окислСния Π²ΠΎΠ΄Ρ‹ (1,229 Π’). Π‘Ρ‚Π°Π½Π΄Π°Ρ€Ρ‚Π½Ρ‹ΠΉ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π» окислСния ΠΈΠΎΠ½Π° F- ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ Π΅Ρ‰Π΅ большСС Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ (2,866 Π’).

ΠŸΡ€ΠΈ элСктролизС Π²ΠΎΠ΄Π½Ρ‹Ρ… растворов бСскислородных кислот ΠΈ ΠΈΡ… солСй (ΠΊΡ€ΠΎΠΌΠ΅ HF ΠΈ Ρ„Ρ‚ΠΎΡ€ΠΈΠ΄ΠΎΠ²) Ρƒ Π°Π½ΠΎΠ΄Π° Ρ€Π°Π·Ρ€ΡΠΆΠ°ΡŽΡ‚ΡΡ Π°Π½ΠΈΠΎΠ½Ρ‹. Π’ частности, ΠΏΡ€ΠΈ элСктролизС растворов HI,HBr, HCl ΠΈ ΠΈΡ… солСй Ρƒ Π°Π½ΠΎΠ΄Π° выдСляСтся ΡΠΎΠΎΡ‚Π²Π΅Ρ‚ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠΉ Π³Π°Π»ΠΎΠ³Π΅Π½. ΠžΡ‚ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΈΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π²Ρ‹Π΄Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ Ρ…Π»ΠΎΡ€Π° ΠΏΡ€ΠΈ элСктролизС HCl ΠΈ Π΅Π΅ солСй ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ²ΠΎΡ€Π΅Ρ‡ΠΈΡ‚ Π²Π·Π°ΠΈΠΌΠ½ΠΎΠΌΡƒ полоТСнию систСм

ΠΈ

Π² ряду стандартных элСктродных ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ².

Π­Ρ‚Π° аномалия связана со Π·Π½Π°Ρ‡ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌ пСрСнапряТСниСм (см. Β§ 104) Π²Ρ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ³ΠΎ ΠΈ этих Π΄Π²ΡƒΡ… элСктродных процСссов β€” ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π» Π°Π½ΠΎΠ΄Π° ΠΎΠΊΠ°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅Ρ‚ тормозящСС дСйствиС Π½Π° процСсс выдСлСния кислорода.

- 288 -

Π’ случаС Π°ΠΊΡ‚ΠΈΠ²Π½ΠΎΠ³ΠΎ Π°Π½ΠΎΠ΄Π° число ΠΊΠΎΠ½ΠΊΡƒΡ€ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΡ… ΠΎΠΊΠΈΡΠ»ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… процСссов возрастаСт Π΄ΠΎ Ρ‚Ρ€Π΅Ρ…: элСктрохимичСскоС окислСниС Π²ΠΎΠ΄Ρ‹ с Π²Ρ‹Π΄Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ кислорода, разряд Π°Π½ΠΈΠΎΠ½Π° (Ρ‚. Π΅. Π΅Π³ΠΎ окислСниС) ΠΈ элСктрохимичСскоС окислСниС ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»Π° Π°Π½ΠΎΠ΄Π° (Ρ‚Π°ΠΊ Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅ΠΌΠΎΠ΅ Π°Π½ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ΅ растворСниС ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»Π°). Из этих Π²ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ½Ρ‹Ρ… процСссов Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΈΠ΄Ρ‚ΠΈ Ρ‚ΠΎΡ‚, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ энСргСтичСски Π½Π°ΠΈΠ±ΠΎΠ»Π΅Π΅ Π²Ρ‹Π³ΠΎΠ΄Π΅Π½. Если ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π» Π°Π½ΠΎΠ΄Π° располоТСн Π² ряду стандартных ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² Ρ€Π°Π½ΡŒΡˆΠ΅ ΠΎΠ±Π΅ΠΈΡ… Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΡ… элСктрохимичСских систСм, Ρ‚ΠΎ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Π½Π°Π±Π»ΡŽΠ΄Π°Ρ‚ΡŒΡΡ Π°Π½ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ΅ растворСниС ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»Π°. Π’ ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ²Π½ΠΎΠΌ случаС Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΈΠ΄Ρ‚ΠΈ Π²Ρ‹Π΄Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ кислорода ΠΈΠ»ΠΈ разряд Π°Π½ΠΈΠΎΠ½Π°.