II. Sự điện phân chất điện li 1 Điện phân nĩng chảy
a. Nguyên tắc: Khi điện phân dung dịch nước, ngồi các ion của chất điện li cịn cĩ thể cĩ các ion H+ và ion OH− của nước và bản thân kim loại làm điện cực tham gia các quá trình oxi hố khử ở
H+ và ion OH− của nước và bản thân kim loại làm điện cực tham gia các quá trình oxi hố - khử ở điện cực. Khi đĩ quá trình oxi hố - khử thực tế xảy ra phụ thuộc vào tính oxi hố - khử mạnh hay yếu của các chất trong bình điện phân. Ta xét trường hợp điện phân dung dịch với điện cực trơ.
● Thứ tự khử ở catot :
Nĩi chung, nếu kim loại cĩ tính khử càng yếu thì cation kim loại cĩ tính oxi hố càng mạnh và càng dễ bị khử.
+ Khi điện phân dung dịch nước, thường những kim loại nào đứng sau nhơm sẽ thốt ra trên catot: Mn+ + ne → M
+ Nếu trong dung dịch chất điện li chỉ cĩ cation của kim loại cĩ tính khử mạnh (từ K+ đến Al3+), những cation này là những chất oxi hố yếu, chúng khĩ bị khử hơn các phân tử nước. Khi đĩ, ở catot xảy ra sự khử các phân tử nước thành khí hiđro và ion OH−:
2H2O € 2H+ + 2OH− 2H+ + 2e → H2↑
2H2O + 2e → H2↑ + 2OH− - Thứ tự khử tại catot (cực âm) xảy ra theo thứ tự ưu tiên từ phải qua trái : Xét các cation
● Thứ tự oxi hố ở anot:
Nĩi chung, những phi kim cĩ tính oxi hố càng yếu thì anion của nĩ cĩ tính khử càng mạnh và càng dễ bị oxi hố.
Thường khi điện phân dung dịch nước, thứ tự phĩng điện (điện phân) của các anion như sau : + Nếu trong dung dịch chất điện li cĩ anion gốc axit khơng cĩ oxi (S2−, I−, Br−, Cl−...). Những ion này dễ bị oxi hố hơn so với phân tử nước. Thực tế trên anot chỉ xảy ra sự oxi hố các ion này thành nguyên tử (phân tử) tự do: S2− → S + 2e
2X− → X2 + 2e
+ Nếu trong dung dịch chất điện li chỉ cĩ anion gốc axit cĩ oxi (SO42−
, NO3−
, ClO4−
...), những anion này khĩ bị oxi hố hơn các phân tử nước. Do vậy trên anot chỉ xảy ra sự oxi hố các phân tử nước tạo ra khí oxi và ion H+: 4H2O € 4H+ + 4OH−
4OH− → O2↑ + 2H2O + 4e 2H2O → O2↑ + 4H+ + 4e
K+ Na+ Mg2+ Al3+ Zn2+ Fe2+ Ni2+ … H+ Cu2+ Fe3+ Ag+ ...
Các ion khơng bị điện phân trong dung dịch
Các ion bị điện phân trong dung dịch
Trên bước đường thành cơng khơng cĩ dấu chân của kẻ lười biếng 33 - Thứ tự oxi hĩa tại anot (cực dương) xảy ra theo thứ tự ưu tiên từ trái qua phải :
Xét các anion
- Các ion tiêu biểu: Cation Na+ Cu2+ H+
Anion OH− Cl− SO42−
- Các chất tiêu biểu : CuCl2 , CuSO4 , NaCl , NaOH , H2SO4 , Na2SO4.