Характер реакций, протекающих на аноде, зависит как от присутствия молекул воды, так и от вещества, из которого сделан анод. Нерастворимые аноды (графит, платина) при электролизе сами не посылают электроны во внешнюю цепь, электроны посылаются в результате окисления анионов и молекул воды.

На аноде протекают реакции окисления восстановителей, поэтому в первую очередь на аноде должны реагировать наиболее сильные восстановители (имеющие меньший электродный потенциал).

1. На аноде разряжаются простые анионы (Cl^‑, Br^‑, I^‑, S^2-), кроме F^‑.

Анод: 2Cl^‑ ‑ 2e = Cl₂

2. Сложные анионы и F^‑ сами не разряжаются, а происходит анодное окисление воды:

Анод: 2Н₂О – 4е = О₂ + 4Н⁺

3. Если анод растворимый, то конкурируют три процесса:

а) Ме – ne = Meⁿ⁺ ‑ растворение (окисление) металла;

б) 2Н₂О – 4е = О₂ + 4Н⁺ окисление воды j°=1,23 В;

в) Окисление анионов.

Наименьшим потенциалом обладает окисление металла, поэтому на аноде будет происходить именно этот процесс.

В случае электролиза CuCl₂ с растворимым медным анодом будут происходить следующие процессы:

на аноде: Cu – 2e = Cu²⁺

на катоде: Cu²⁺ + 2e = Cu

Суммарная реакция 0=0, т.е. просто происходит перенос меди с анода на катод. Этот процесс называется рафинированием (очисткой) меди.

При электролизе расплавов воды нет, и будут разряжаться сами катионы и анионы.

Примеры

1. Электролиз СuSO₄ \(\leftrightarrow\) Cur²⁺ + SO₄^2-

Медь – металл неактивный (φ^о= +0,34 В), поэтому на катоде идет только: разрядка катиона, а на аноде разрядка воды, т.к. анион SO₄^2- сложный.

на катоде (-): Cu²⁺ + 2е \(\to\) Cu;

Cu²⁺ и Н₂О

на аноде (+): 2Н₂О - 4е \(\to\) О₂ + 4Н⁺

SO₄^2- и Н₂О

Схема электролиза:

Для СuSO₄ на аноде выделяется кислород, а на катоде медь.

2. Электролиз HCl

Н⁺ можно отнести к неактивным, поэтому на катоде идет разрядка катиона, а на аноде идет разрядка хлорид иона, т.к. анион простой.

На катоде: 2Н⁺ + 2е \(\to\)" Н₂

Н⁺ и Н₂О

На аноде: 2Cl^- - 2e \(\to\) Cl₂

Cl^- и Н₂О

Схема электролиза

2HCl " Н₂ + Cl₂

3. Электролиз NaOH

Натрий – активный металл (φ^о= -2,71 В), поэтому на катоде идет только разрядка вода, а на аноде тоже разрядка воды, т.к. анион ОН^- сложный.

на катоде (-): 2Н₂О + 2е \(\to\) Н₂ + 2ОН^-

Na⁺ и Н₂О

на аноде (+): 2Н₂О - 4е \(\to\) О₂ + 4Н⁺

OH^- и Н₂О

Схема электролиза

2Н₂О " 2Н₂ + О₂

При электролизе гидроксида натрия на катоде выделяется в 2 раза больше газа (водорода), чем на аноде (кислорода).