Какие частицы будут окисляться, а какие будут восстанавливаться в водном растворе, содержащем ионы электролитов

Содержание вопроса: Окислительно-восстановительные реакции в водных растворах

Разъяснение: В данной задаче водный раствор содержит ионы электролитов Рb2+, Zn2+, I-, Cl- одинаковой концентрации. При электролизе этого раствора с использованием инертных электродов происходят окислительно-восстановительные (ОВ) реакции. В ОВ-реакциях одни вещества обретают положительный заряд (подвергаются окислению), а другие - отрицательный заряд (подвергаются восстановлению). Чтобы определить, какие частицы будут окисляться, а какие будут восстанавливаться, мы должны узнать значения стандартных потенциалов окислительно-восстановительной пары (СПОВП) для соответствующих ионов.

Уравнения анодных (окислительных) процессов и катодных (восстановительных) процессов можно определить следующим образом:

Анодная реакция: Частица с более высоким СПОВП будет окисляться и образовывать положительно заряженные ионы:

Ион, обладающий более высоким СПОВП → положительно заряженные ионы + электрод

Катодная реакция: Частица с более низким СПОВП будет восстанавливаться и образовывать отрицательно заряженные ионы:

Ион, обладающий более низким СПОВП + электрод → отрицательно заряженные ионы

Пример:
В данном примере у нас есть ионы Pb2+, Zn2+, I-, Cl- одинаковой концентрации.
Используя таблицу стандартных потенциалов окислительно-восстановительных пар, мы определяем, что ион Pb2+ имеет более высокий СПОВП (допустим, он равен +0,13 В), чем другие ионы. Следовательно, ион Pb2+ будет окисляться на аноде, образуя положительно заряженные ионы Pb2+ и электрод.
С другой стороны, на катоде будут восстанавливаться ионы с более низкими СПОВП, такие как ионы Zn2+, I- и Cl-.
Поскольку это электролиз с использованием инертных электродов, то процессы электролиза не будут приводить к изменению электродов.

Совет: Для лучшего понимания ОВ-реакций в водных растворах рекомендуется изучить стандартные потенциалы окислительно-восстановительных пар (таблицу Редокс-потенциалов). Это позволит легче определить, какие частицы будут окисляться и восстанавливаться, в зависимости от значений СПОВП.

Упражнение:
Определите, какие частицы будут окисляться, а какие будут восстанавливаться в водном растворе, содержащем ионы Fe2+, Cu2+, Br-, NO3-, одинаковой концентрации, и подвергнутом электролизу с использованием инертных электродов. Напишите уравнения возможных анодных и катодных процессов, указав их последовательность.