Пример 9. Напишите уравнения реакций, протекающих на ка-
тоде и аноде при электролизе раствора фосфата натрия. При этом
в качестве материала катода используйте медь, анода – графит.
Решение: Катодный процесс не зависит от материала катода и определя-
ется только активностью (потенциалом) металла, ионы которого
находятся в растворе. Фосфат натрия диссоциирует в растворе с
образованием ионов натрия и фосфат-ионов:
Na
3
PO
4
3Na
+
+ PO
4
3-
На катоде при электролизе водных растворов могут восстанав-
ливаться ионы только тех металлов, потенциал которых больше или
равен потенциалу марганца (–1,05 В). Стандартный потенциал
натрия меньше этой величины:
Е
0
(Na
+
/Na
0
) = −2,71 В (см. прил. 2).
Поэтому на катоде будет восстанавливаться водород, входящий
в состав воды:
Катод (–): 2Н
2
О + 2ē = H
2
+ 2OH
−
Анодный процесс в первую очередь определяется материалом
анода. Графит – инертный материал, не принимающий участия
в анодном процессе.
При использовании инертных материалов анодный процесс бу-
дет зависеть от природы анионов (отрицательных ионов), присут-
ствующих в растворе. В данном растворе нет анионов, не содержа-
щих кислород (Cl
−
, Br
−
, I
−
, S
2−
), которые легко могут окисляться на
аноде. Кислородсодержащие анионы, в данном случае PO
4
3-
, в
анодных процессах, как правило, не участвуют.
Значит, на аноде будет происходить окисление кислорода, вхо-
дящего в состав воды:
Анод (+): 2H
2
O − 4ē = O
2
+ 4H
+
47
Как видим, ни в катодном, ни в анодном процессе ионы соли не
участвуют, то есть в данном случае происходит только электролиз
воды. Суммарное уравнение реакции:
2H
2
O
электролиз 2H
2
+ O
2