Условие задачи

Через раствор хлорида меди (II) пропустили электрический ток. Какой процесс произошёл на катоде, а какой – на аноде? Напишите суммарное уравнение электролиза. Назовите окислитель и восстановитель.

Решение

Дисциплина: электрохимия (раздел физической химии).

Рассмотрим электролиз раствора хлорида меди(II) (CuCl₂). В водном растворе присутствуют ионы меди Cu²⁺ и ионы хлора Cl⁻.

На катоде происходят восстановительные процессы. Так как ионы меди легче восстановить, на катоде происходит восстановление ионов меди с осаждением металлической меди:

Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu

На аноде происходят процессы окисления. В растворе присутствуют как ионы хлора Cl⁻, так и молекулы воды, однако при наличии достаточной концентрации хлоридов к их окислению чаще происходит реакция образования газообразного хлора. Таким образом, на аноде происходит окисление ионов хлора:

2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻

Суммарное уравнение электролиза получается при сложении полуреакций (электроны взаимно нейтрализуются):

Cu²⁺ + 2Cl⁻ → Cu + Cl₂

В данном процессе:

• Окислителем является Cu²⁺, поскольку именно этот вид принимает электроны (восстанавливается) на катоде.

• Восстановителем является Cl⁻, поскольку этот вид отдает электроны (окисляется) на аноде.

Таким образом, на катоде происходит восстановление ионов меди до металлической меди, а на аноде – окисление ионов хлора до газообразного хлора.