1. Сущность окисления и восстановления

Если через рас­твор хло­ри­да меди (II) про­пус­кать элек­три­че­ский ток, то на ка­то­де  вы­де­лит­ся медь, а на аноде об­ра­зу­ет­ся хлор.

Рис. 1. Элек­тро­лиз рас­тво­ра хло­ри­да меди(II)

Изоб­ра­зим схемы про­те­ка­ю­щих на элек­тро­дах про­цес­сов:

НА КА­ТО­ДЕ: Cu²⁺  → Cu

НА АНОДЕ: 2Cl^-  → Сl₂

Чтобы ка­ти­он меди Cu²⁺ пре­вра­тил­ся в элек­то­ней­траль­ный атом меди, он дол­жен при­нять от ка­то­да 2 элек­тро­на. Чтобы из двух ани­о­нов хлора Cl^- об­ра­зо­ва­лась мо­ле­ку­ла хлора, они долж­ны от­дать 2 элек­тро­на:

НА КА­ТО­ДЕ: Cu²⁺ + 2е → Cu (вос­ста­нов­ле­ние меди)

НА АНОДЕ: 2Cl^- - 2е → Сl₂     (окис­ле­ние хлора)

Таким об­ра­зом, можно сде­лать вывод:

Вос­ста­нов­ле­ние – про­цесс при­ня­тия элек­тро­нов.

Окис­ле­ние – про­цесс от­да­чи элек­тро­нов.

Ве­ще­ство, от­да­ю­щее элек­тро­ны, на­зы­ва­ет­ся вос­ста­но­ви­те­лем. Ве­ще­ство, при­ни­ма­ю­щее элек­тро­ны, на­зы­ва­ет­ся окис­ли­те­лем.

Рис. 2. Пе­ре­ход элек­тро­нов от вос­ста­но­ви­те­ля к окис­ли­те­лю

Окис­ли­тель, при­ни­мая элек­тро­ны, сам при этом вос­ста­нав­ли­ва­ет­ся. Вос­ста­но­ви­тель, от­да­вая элек­тро­ны, сам окис­ля­ет­ся.   

Про­цес­сы окис­ле­ния и вос­ста­нов­ле­ния не могут про­те­кать раз­дель­но друг от друга, по­это­му го­во­рят об окис­ли­тель­но-вос­ста­но­ви­тель­ной ре­ак­ции.

 2. Электронный баланс

В окис­ли­тель­но-вос­ста­но­ви­тель­ной ре­ак­ции число при­ня­тых элек­тро­нов долж­но быть равно числу от­дан­ных элек­тро­нов. В рас­смат­ри­ва­е­мом про­цес­се элек­трон­ный ба­ланс можно изоб­ра­зить сле­ду­ю­щей схе­мой:

            2е^-

Cu²⁺ + 2Cl^- = Cu + Cl₂

Если рас­смот­реть сущ­ность еще од­но­го окис­ли­тель­но-вос­ста­но­ви­тель­но­го про­цес­са (между же­ле­зом и суль­фа­том меди (II)), то мы уви­дим, что ка­ти­о­ны меди в этой ре­ак­ции вы­пол­ня­ют роль окис­ли­те­ля. В ре­зуль­та­те про­ис­хо­дит вос­ста­нов­ле­ние меди:

Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu

Cu²⁺ + 2e = Cu

Роль вос­ста­но­ви­те­ля иг­ра­ет про­стое ве­ще­ство же­ле­зо:

Fe – 2e = Fe²⁺

При этом же­ле­зо окис­ля­ет­ся до двух­за­ряд­но­го ка­ти­о­на.

Вы уже зна­е­те, что окис­ли­тель­но-вос­ста­но­ви­тель­ные ре­ак­ции могут про­те­кать под дей­стви­ем элек­три­че­ско­го тока. Такие ре­ак­ции на­зы­ва­ют элек­тро­ли­зом. Этот про­цесс был по­дроб­но изу­чен Май­к­лом Фа­ра­де­ем. Се­год­ня элек­тро­лиз ши­ро­ко при­ме­ня­ет­ся в про­мыш­лен­но­сти. С по­мо­щью него де­ла­ют копии раз­лич­ных де­та­лей, на­но­сят на сталь­ные де­та­ли ав­то­мо­би­лей за­щит­ный слой дру­го­го ме­тал­ла.