Номер 2, страница 70, часть 1 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

2. Охарактеризуйте процессы, протекающие на катоде и аноде.

В электрохимии электроды, на которых протекают окислительно-восстановительные реакции, называются анодом и катодом. Процессы, происходящие на них, принципиально противоположны.

Процессы, протекающие на аноде

Анод — это электрод, на котором происходит процесс окисления. Окисление — это процесс отдачи электронов веществом. В качестве вещества могут выступать атомы материала электрода (если он активный) или частицы из электролита (анионы или молекулы растворителя).

Уравнение процесса окисления в общем виде: $ \text{Red} - n e^- \rightarrow \text{Ox} $

Где $ \text{Red} $ — восстановленная форма вещества (восстановитель), $ \text{Ox} $ — окисленная форма (окислитель), а $ n $ — число отданных электронов.

Примеры анодных процессов:

• Окисление металла (растворение активного анода): $ Zn^0 - 2e^- \rightarrow Zn^{2+} $
• Окисление анионов: $ 2Cl^- - 2e^- \rightarrow Cl_2^0 $
• Окисление молекул воды (в водном растворе): $ 2H_2o - 4e^- \rightarrow O_2 + 4H^+ $

В гальваническом элементе (источнике тока) анод является отрицательным полюсом, так как на нем генерируются электроны, уходящие во внешнюю цепь. В электролизере (потребителе тока) анод является положительным полюсом, так как он подключен к положительной клемме внешнего источника тока и притягивает к себе отрицательно заряженные ионы (анионы).

Процессы, протекающие на катоде

Катод — это электрод, на котором происходит процесс восстановления. Восстановление — это процесс присоединения электронов веществом. Электроны поступают на катод из внешней цепи. Частицы из раствора электролита (катионы или молекулы растворителя) принимают эти электроны.

Уравнение процесса восстановления в общем виде: $ \text{Ox} + n e^- \rightarrow \text{Red} $

Где $ \text{Ox} $ — окисленная форма вещества (окислитель), $ \text{Red} $ — восстановленная форма (восстановитель), а $ n $ — число принятых электронов.

Примеры катодных процессов:

• Восстановление катионов металла: $ Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu^0 $
• Восстановление катионов водорода: $ 2H^+ + 2e^- \rightarrow H_2^0 $
• Восстановление молекул воды (в нейтральной или щелочной среде): $ 2H_2o + 2e^- \rightarrow H_2 + 2OH^- $

В гальваническом элементе катод является положительным полюсом, так как на него приходят электроны из внешней цепи для участия в реакции восстановления. В электролизере катод является отрицательным полюсом, так как он подключен к отрицательной клемме внешнего источника тока, который "поставляет" электроны, и притягивает к себе положительно заряженные ионы (катионы).

Ответ: На аноде всегда происходит процесс окисления (отдача электронов), а на катоде — процесс восстановления (присоединение электронов). В гальваническом элементе (источнике тока) анод заряжен отрицательно, а катод — положительно. В электролизере (при электролизе) полярность электродов обратная: анод положителен, а катод отрицателен.