Електролизата като редокс процес
Na + + e - = Na 0
Cl - - e - = Cl 0
2NaCl -> 2Na + + 2Cl - - електролиза -> 2Na 0 + Cl2 0
Законите на Фарадей
Електролизасе отнася до процесите, протичащи върху електродите под действието на електрически ток, подаван от външен източник на ток чрез електролити.
По време на електролизата редукционните реакции непрекъснато се появяват върху електродите. При катода (K (-)) протича процесът на редукция, при анода (A (+)) - процесът на окисляване. Продуктите от тези реакции или се отлагат върху електродите, или влизат във вторични реакции (взаимодействат помежду си, с молекули разтворител или с веществото на електрода), или се натрупват в разтвора при електродите. Ходът на първичните анодни и катодни реакции се подчинява на законите на Фарадей.
Първият закон на Фарадей: маса на веществото m, отделено на електрода от електрически ток, пропорционално на количеството електричество Q, преминало през електролита:
m = kQ, но Q = то (9.16)
където I е текущата сила, A; t - текущо време за преминаване, s.
k - коефициент на пропорционалност, равен на количеството вещество, отделено по време на преминаването на един кулон (С) електричество (електрохимичен еквивалент).
Вторият закон на Фарадей: маси от различни вещества, излъчвани от едно и също количество електричество, пропорционално на техните химически еквиваленти (Me):
За да се освободи 1 грам еквивалент на вещество, е необходимо да се предаде същото количество електричество през електролита, равно на приблизително 96 500 C (число на Фарадей). Следователно:
Замествайки последното уравнение в (9.17), получаваме формула, съчетаваща двата закона на Фарадей.
(9,18)
Съотношението (9.18) се използва при изчисленията на процесите по време на електролиза. При практическото изпълнение на електролизата определена част от електрическата енергия винаги се изразходва за странични процеси. Важна характеристика на рентабилността на инсталация за електролиза (електролизатор) е текущата ефективност (h,%):
h = (9,19)
където mпр е масата на действително излъченото вещество; mtheor - масата на веществото, което е трябвало да бъде освободено в съответствие със закона на Фарадей.
Процесът на електролиза се влияе значително от плътността на тока, тоест силата на тока на единица от работната повърхност на електрода.
Обмисли процеси, протичащи на катода и анода. Ако електролизата се извършва в разтопена сол, тогава металът се освобождава в катода, а анионният газ в анода.