Тема «Электролиз» Рассмотрите электролиз водного раствора соли по плану:
1. Запишите все возможные процессы на аноде, установите потенциалы процессов.
2. Сравните потенциалы анодных процессов и определите, какой из них протекает в первую очередь?
3. Выясните, меняется ли среда около анода, если да, то как и почему.
4. Запишите все возможные процессы на катоде, установите потенциалы процессов.
5. Сравните потенциалы катодных процессов и определите, какой из них протекает в первую очередь.
6. Установите, меняется ли среда около катода, если да, то как и почему.
7. Запишите итоговую схему процесса электролиза.

1. Процессы на аноде:
- Окисление воды: 2H2O(l) → O2(g) + 4H+(aq) + 4e- (потенциал = +1.23 В)
- Окисление ионов гидроксида: 4OH-(aq) → 2H2O(l) + O2(g) + 4e- (потенциал = +0.40 В)
- Окисление ионов гидроксония: H3O+(aq) → 1/2O2(g) + 2H2O(l) + 2e- (потенциал = +0.81 В)
Обратите внимание, что в электролизе водного раствора соли, солю обычно соответствует анион - отрицательный ион. В данном случае, если ион, образованный при диссоциации соли, является сильным окислителем, то он будет окисляться на аноде, а если он является слабым окислителем, то вода будет окисляться.

2. Сравнение потенциалов анодных процессов позволит определить, какой из них протекает в первую очередь. Потенциалы процессов следующие: +1.23 В, +0.40 В, +0.81 В. Таким образом, процесс окисления воды на аноде (+1.23 В) будет протекать первым, так как это самый высокий потенциал среди всех возможных процессов на аноде в данной системе.

3. Среда около анода будет меняться, так как в результате окисления воды на аноде образуется кислород, который переходит в газообразное состояние и выходит из среды в виде пузырьков. Также, в результате окисления ионов гидроксония и гидроксидов, образующихся в растворе, происходит уменьшение их концентрации.

4. Процессы на катоде:
- Восстановление воды: 2H2O(l) + 2e- → H2(g) + 2OH-(aq) (потенциал = -0.83 В)
- Восстановление ионов гидроксида: 2OH-(aq) + 2e- → H2(g) + 2OH-(aq) (потенциал = -0.83 В)
- Восстановление ионов натрия: Na+(aq) + e- → Na(s) (потенциал = -2.71 В)
- Восстановление ионов водорода: 2H+(aq) + 2e- → H2(g) (потенциал = 0.00 В)

5. Сравнение потенциалов катодных процессов позволяет определить, какой из них протекает в первую очередь. Потенциалы процессов следующие: -0.83 В, -2.71 В, 0.00 В. Таким образом, процесс восстановления воды на катоде (-0.83 В) будет протекать первым, так как это самый высокий потенциал среди всех возможных процессов на катоде в данной системе.

6. Среда около катода также будет меняться. В результате процесса восстановления воды на катоде образуется водород, который выходит из среды в виде пузырьков. Также, в результате восстановления ионов гидроксида и гидроксония, образующихся в растворе, происходит уменьшение их концентрации.

7. Итоговая схема процесса электролиза водного раствора соли будет выглядеть следующим образом:
Анод: 2H2O(l) → O2(g) + 4H+(aq) + 4e-
Катод: 2H2O(l) + 2e- → H2(g) + 2OH-(aq)

Надеюсь, данное пошаговое решение помогло вам понять процессы электролиза водного раствора соли.