Таблица поведения металлов при электролизе (в водных растворах с инертными электродами, например, графит):
| Металл (ион) | Стандартный восстановительный потенциал (E°), В | Поведение на катоде (восстановление) | Поведение на аноде (окисление) |
|---|---|---|---|
| K⁺ | -2.92 | Не восстанавливается (выделяется H₂) | — |
| Ca²⁺ | -2.87 | Не восстанавливается (выделяется H₂) | — |
| Na⁺ | -2.71 | Не восстанавливается (выделяется H₂) | — |
| Mg²⁺ | -2.37 | Не восстанавливается (выделяется H₂) | — |
| Al³⁺ | -1.66 | Не восстанавливается (выделяется H₂) | — |
| Zn²⁺ | -0.76 | Восстанавливается (если высокая концентрация) | — |
| Fe²⁺ | -0.44 | Восстанавливается (при низком токе) | — |
| Ni²⁺ | -0.25 | Восстанавливается | — |
| Sn²⁺ | -0.14 | Восстанавливается | — |
| Pb²⁺ | -0.13 | Восстанавливается | — |
| H⁺ (H₂O) | 0.00 (условно) | Выделяется H₂ (если металл активный) | — |
| Cu²⁺ | +0.34 | Восстанавливается (осаждается Cu) | — |
| Ag⁺ | +0.80 | Восстанавливается (осаждается Ag) | — |
| Au³⁺ | +1.50 | Восстанавливается (осаждается Au) | — |
Примечания:
-
На катоде (отрицательный электрод):
-
Восстанавливаются ионы металлов с высоким E° (Cu²⁺, Ag⁺, Au³⁺).
-
Если металл имеет низкий E° (левее H₂ в ряду напряжений), вместо него выделяется водород (H₂) из воды.
-
-
На аноде (положительный электрод):
-
Если анод инертный (графит, платина):
-
Окисляются анионы (Cl⁻, OH⁻) или вода (выделяется O₂).
-
-
Если анод из активного металла (например, Fe, Zn):
-
Металл анода окисляется, растворяясь в растворе (например: Fe → Fe²⁺ + 2e⁻).
-
-
Примеры:
-
Электролиз раствора CuSO₄ с инертными электродами:
-
Катод: Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu (восстановление).
-
Анод: 2H₂O → O₂↑ + 4H⁺ + 4e⁻ (окисление воды).
-
-
Электролиз раствора NaCl с железным анодом:
-
Катод: 2H₂O + 2e⁻ → H₂↑ + 2OH⁻ (выделение H₂).
-
Анод: Fe → Fe²⁺ + 2e⁻ (окисление железа).
-
Ключевой вывод:
Металлы с высоким E° (Cu, Ag, Au) принимают электроны на катоде, а металлы с низким E° (Zn, Fe, Al) отдают электроны, если используются в качестве материала анода.
