При электролизе солевого раствора, например, хлорида натрия $NaCl$, происходит разложение соли на ионы. В результате реакции на аноде и катоде образуются различные продукты.

Общие реакции

Катионы $N{a}^{+}$ и анионы $C{l}^{-}$ образуются при диссоциации NaCl в воде:

$$\text{NaCl}\to {\text{Na}}^{+}+{\text{Cl}}^{-}$$

Реакции на аноде

На аноде происходят окислительные реакции. В растворе, состоящем из ионов Na⁺ и Cl⁻, на аноде соревнуются два аниона: Cl⁻ и OH⁻ $образующиесяизводы$.

Реакция окисления иона хлора:

$$2{\text{Cl}}^{-}\to {\text{Cl}}_2(g)+2e^{-}$$

Это реакция предпочтительна, если концентрация ионов Cl⁻ достаточна и если pH раствора не слишком высок.

Альтернативная реакция $еслиуровеньpHвысокий$:

$$4{\text{OH}}^{-}\to {\text{O}}_2(g)+2{\text{H}}_2\text{O}+4e^{-}$$

Таким образом, на аноде в основном образуется хлор $C{l}_2$, но при определённых условиях возможно образование кислорода $O_2$.

Реакции на катоде

На катоде происходят восстановительные реакции. Здесь катионы натрия Na⁺ восстанавливаются:

$${\text{Na}}^{+}+e^{-}\to \text{Na}$$

Однако из-за низкой растворимости натрия в воде и более высокой вероятности реакции с водородом, происходит реакция восстановления воды:

$$2{\text{H}}_2\text{O}+2e^{-}\to {\text{H}}_2(g)+2{\text{OH}}^{-}$$

Поэтому на катоде главным образом образуется водород $H_2$.

Факторы, влияющие на продукты электролиза

Концентрация ионов: Высокая концентрация Cl⁻ понижает вероятность образования OH⁻, что способствует образованию хлора на аноде.

pH раствора: Низкий pH $высокаякислотность$ способствует окислению Cl⁻, тогда как высокий pH $щелочнойраствор$ может привести к образованию O₂.

Температура: Повышение температуры может увеличить скорость реакций, что также может сказываться на продукте на аноде.

Материалы электродов: Выбор электродов $например,инертныеилиактивные$ может влиять на протекающие реакции и их кинетику.

Сила тока: Изменение силы тока может изменять скорость реакций электролиза, что в свою очередь может повлиять на накопление тех или иных продуктов.

Таким образом, при электролизе солевых растворов, в частности NaCl, образуется хлор на аноде и водород на катоде, но условия реакции могут изменять этот процесс.