О катодном восстановлении и анодном окислении

Как мы уже знаем, окисление и восстановление – это две стороны одного окислительно-восстановительного процесса.

Представьте себе, что имеется два вещества, которые должны вступить в реакцию. Одно известно, как восстановитель, другое – как окислитель. Вы уверенно смешиваете два вещества, но они не вступают в реакцию. Ясно! Скорость взаимодействия очень мала из-за большой энергии активации. По старому испытанному методу ставите сосуд с двумя веществами на электроплитку и ждете. Смесь нагревается, реакция, похоже, должна начаться, но... одно из двух веществ разлагается. Ищете подходящий катализатор, но найти не можете. Положение затруднительное. Если оценивать по электродным потенциалам, восстановитель должен отдать электроны окислителю, но он не торопится делать это. Раз не желает добровольно – заставим. Поместим «апатичные» вещества в электролизную ванну. В таких условиях реакция идет легче, а вещества, которые образуются в процессе электролиза, получаются более чистыми.

Электролизом получают много ценных веществ. Взять, к примеру, пероксид водорода Н2О2. Его 30 %-ный раствор (пергидроль) широко используется в научных исследованиях и в промышленности. Растворы Н2О2 – прекрасные отбеливатели для кожи и шерсти и очень хорошее дезинфицирующее средство, использующееся в медицине. Кроме того, пергидроль – важное сырье для получения кислорода. Мы уже говорили, что область применения кислорода широка и получают его различными способами. Разложение пероксида водорода – один из них.

Представьте себе, что вам предстоит путешествие на космическом корабле и вы должны сами собрать багаж. Туда, где условия жизни отличаются от земных, вы возьмете все необходимое. О чем подумаете в первую очередь?

– О пище, воде?

– Нет, о воздухе, кислороде. Мы видели (хотя бы на картинке), как водолазы укрепляют на спине стальной баллон с сжатым воздухом и погружаются в морские глубины. Возьмите такой баллон. А я возьму с собой пероксид водорода. Не забуду и о пластинке из серебра или платины. Там, наверху, когда воздуха в космическом корабле начнет не хватать, а кислород частично превратится в диоксид углерода, опущу металлическую пластинку в раствор. Пероксид начнет разлагаться, и концентрация кислорода в корабле восстановится. Конечно, мы можем достигнуть того же, если откроем кран вашего кислородного баллона, но для чего поднимать на такую высоту столько стали? Сам баллон тяжелый, намного тяжелее кислорода, который в нем заключен. Водолазу, который спускается в море, эта тяжесть только на пользу, но брать ее в космос – непозволительная роскошь.

Кислород нужен не только для дыхания. Без него нет и процесса горения. Вот чем определяется ценность пероксида водорода и наш интерес к нему.


Полезное чтиво:
Процесс получения пероксида водорода
Электроорганические синтезы
Электрохимия газа
Охрана окружающей среды
Об электроне
Траектория движения катодных лучей