При электролизе водного раствора гидроксида натрия ( ) на катоде происходит процесс восстановления молекул воды. Механизм процесса В водном растворе гидроксида натрия присутствуют катионы натрия ( ) и молекулы воды ( ). Согласно электрохимическому ряду напряжений металлов, натрий является активным щелочным металлом с очень низким стандартным электродным потенциалом ( В). Поскольку потенциал восстановления воды в нейтральной или щелочной среде гораздо выше, чем потенциал восстановления ионов натрия, катионы не разряжаются. Вместо них в реакцию вступают молекулы растворителя. Уравнение реакции На катоде протекает следующая полуреакция: Итоги процесса на катоде
- Выделение газа: На поверхности катода активно выделяется газообразный водород ( ). Изменение среды: В околокатодном пространстве накапливаются гидроксид-ионы ( ). Однако, поскольку в растворе уже содержится избыток щелочи, это не приводит к качественному изменению состава электролита, а лишь поддерживает его щелочную среду. Роль ионов натрия: Катионы остаются в растворе в качестве противоионов, обеспечивая электронейтральность системы, но химически в процессе электролиза не изменяются.
Общий контекст Фактически, электролиз водного раствора сводится к электролизу воды. Пока в растворе достаточно воды, концентрация гидроксида натрия будет постепенно увеличиваться за счет убыли растворителя. Я могу составить для вас полное уравнение электролиза этого раствора с учетом процессов на аноде или рассчитать массу выделившегося водорода по закону Фарадея.