Можно ли не опасаясь коррозии использовать платиновые электроды при электролизе водных растворов серной

Электролиз водного раствора серной кислоты с платиновым электродом

В растворе серной кислоты происходит диссоциация на ионы:
H2SO4 → 2H+ + SO4-2
В околокатодном пространстве будут накапливаться ионы: Н+ и полярные молекулы Н2О.
Стандартные электродные потенциалы [1]:
2H+ + 2ē → H2 E0(2H+/H2) = 0,0 B.
и потенциал превращения молекул воды:
2Н2O + 2ē → H2 + 2OH- E0(2H2O/H2+2OH-) = – 0,41 B.
Сравнивая потенциалы Е0(Pt2+/Pt) = + 1,19 B, E0(2H+/H2) = 0,0 B и E0(2H2O/H2+2OH-) = – 0,41 B получаем, что из всех возможных потенциалов, в этих условиях, следует, что на катоде будет выделяться водород.

Катодный процесс (-): 2H2O + 2ē → H2↑ + 2OH-

В околоанодном пространстве накапливаются ионы: SO4-2; OH- и молекулы Н2О.
Сравнивая потенциалы [1]:
2SO4-2 – 2ē → S2O82- E0(SO4-2/S2O82-) = + 2,01 B
И превращение молекул воды:
2Н2O – 4ē → O2 + 4H+ E0(2H2O/O2 + 4H+) = + 1,23 B.
Cледовательно, на инертном аноде будет происходить электрохимическое окисление молекул воды, с выделением кислорода:

Анодный процесс: 2Н2O – 4ē → O2↑ + 4H+

Электролиз раствора серной кислоты на платиновых электродах происходит с разложением воды.

Суммарное уравнение процесса электролиза раствора серной кислоты на платиновых электродах
H2SO4 + 4H2O → O2↑ + 4H+ + H2↑ + 2OH- + SO42-
на аноде на катоде

H2SO4 + 4H2O → O2↑ + H2↑ + 2H2O + H2SO4
на аноде на катоде
2H2O → O2↑ + H2↑
на аноде на катоде

Электролиз водного раствора соляной кислоты с платиновым электродом

В растворе соляной кислоты происходит диссоциация на ионы:
HCl → H+ + Cl-
В околокатодном пространстве будут накапливаться ионы: Н+ и полярные молекулы Н2О.
Стандартные электродные потенциалы [1]:
2H+ + 2ē → H2 E0(2H+/H2) = 0,0 B.
и потенциал превращения молекул воды:
2Н2O + 2ē → H2 + 2OH- E0(2H2O/H2+2OH-) = – 0,41 B.
Сравнивая потенциалы Е0(Pt2+/Pt) = + 1,19 B, E0(2H+/H2) = 0,0 B и E0(2H2O/H2+2OH-) = – 0,41 B получаем, что из всех возможных потенциалов, в этих условиях, следует, что на катоде будет выделяться водород.

Катодный процесс (-): 2H2O + 2ē → H2↑ + 2OH-

В околоанодном пространстве накапливаются ионы: Cl-; OH- и молекулы Н2О.
Полуреакции: [1]:
2Cl- – 2ē → Cl20 E0(2Cl-/Cl20) = + 1,36 B
И превращение молекул воды:
2Н2O – 4ē → O2 + 4H+ E0(2H2O/O2 + 4H+) = + 1,23 B.
Сравнивая потенциалы Е0(Pt2+/Pt) = + 1,19 B, E0(2Cl-/Cl20) = + 1,36 B, E0(2H2O/O2 + 4H+) = + 1,23 B, получаем, что на инертном аноде будет выделяться хлор:

Анодный процесс: 2Cl- – 2ē → Cl20

Электролиз раствора соляной кислоты на платиновых электродах происходит с выделением хлора и водорода.

Суммарное уравнение процесса электролиза раствора соляной кислоты на платиновых электродах
2HCl + 2H2O → Cl2↑ + 2H+ + H2↑ + 2OH-
на аноде на катоде

2HCl + 2H2O → Cl2↑ + H2↑ + 2H2O

2HCl → Cl2↑ + H2↑
на аноде на катоде

Электролиз водного раствора хлорида натрия с платиновым электродом

В растворе соляной кислоты происходит диссоциация на ионы:
NaCl → Na+ + Cl-
В околокатодном пространстве будут накапливаться ионы: Na+, Н+ и полярные молекулы Н2О.
Стандартные электродные потенциалы [1]:
Na+ + 1ē → Na0 E0(Na+/Na0) = -2,71 B.
2H+ + 2ē → H2 E0(2H+/H2) = 0,0 B.
и потенциал превращения молекул воды:
2Н2O + 2ē → H2 + 2OH- E0(2H2O/H2+2OH-) = – 0,41 B.
Сравнивая потенциалы Е0(Pt2+/Pt) = + 1,19 B, E0(2H+/H2) = 0,0 B, E0(2H2O/H2+2OH-) = – 0,41 B и E0(Na+/Na0) = -2,71 B получаем, что из всех возможных потенциалов, в этих условиях, следует, что на катоде будет выделяться водород.

Катодный процесс (-): 2H2O + 2ē → H2↑ + 2OH-

В околоанодном пространстве накапливаются ионы: Cl-; OH- и молекулы Н2О.
Полуреакции: [1]:
2Cl- – 2ē → Cl20 E0(2Cl-/Cl20) = + 1,36 B
И превращение молекул воды:
2Н2O – 4ē → O2 + 4H+ E0(2H2O/O2 + 4H+) = + 1,23 B.
Сравнивая потенциалы Е0(Pt2+/Pt) = + 1,19 B, E0(2Cl-/Cl20) = + 1,36 B, E0(2H2O/O2 + 4H+) = + 1,23 B, получаем, что на инертном аноде будет выделяться хлор:

Анодный процесс: 2Cl- – 2ē → Cl20

Электролиз раствора хлорида натрия на платиновых электродах происходит с выделением хлора и водорода.

Суммарное уравнение процесса электролиза раствора хлорида натрия на платиновых электродах
2NaCl + 2H2O → Cl2↑ + H2↑ + 2OH- + 2Na+
на аноде на катоде

2NaCl + 2H2O → Cl2↑ + H2↑ + 2NaOH

Электролиз расплава гидроксида калия с платиновым электродом

В растворе соляной кислоты происходит диссоциация на ионы:
KOH → K+ + OH-
В околокатодном пространстве будут накапливаться ионы: K+
Стандартные электродные потенциалы [1]:
K+ + 1ē → K0 E0(K+/K0) = -2,92 B.
Сравнивая потенциалы Е0(Pt2+/Pt) = + 1,19 B и E0(K+/K0) = -2,92 B получаем, что из всех возможных потенциалов, в этих условиях, следует, что на катоде будет выделяться металлический калий.

Катодный процесс (-): K+ + 1ē → K0

В околоанодном пространстве накапливаются OH–ионы.
Полуреакции: [1]:
4OH- – 4ē → O2 + 2Н2O E0(4OH-/O20+2Н2O) = + 0,40 B
Сравнивая потенциалы Е0(Pt2+/Pt) = + 1,19 B и E0(4OH-/O20+2Н2O) = + 0,40 B, получаем, что на инертном аноде будет выделяться кислород:

Анодный процесс: 4OH- – 4ē → O2 + 2Н2O

Электролиз расплава гидроксида калия на платиновых электродах происходит с выделением кислорода и калия.

Суммарное уравнение процесса электролиза расплава гидроксида калия на платиновых электродах:

4K+ + 4OH- → 4K + O2↑ + 2H2O
на катоде на аноде
4KOH → 4K + O2↑ + 2H2O

Таким образом, не опасаясь коррозии, можно использовать платиновые электроды при электролизе водных растворов серной, соляной кислот, хлорида натрия, расплава гидроксида калия….