Занимательная химия для детей и взрослых

Разряд сульфат-анионов требует положительного потенциала на аноде не менее 2 В, тогда как уже при напряжении 1,23 В идет окисление молекул воды: 2H₂O – 4e = 4H⁺ + O₂ (этот процесс также не элементарный и идет в несколько стадий). Для сохранения нейтральности раствора в сторону анода диффундируют сульфат-анионы, так что в прианодном пространстве накапливается серная кислота. Очевидно, что, если раствор перемешивать, гидроксид натрия и серная кислота (вернее, ионы Н⁺ и ОН^–) нейтрализуют друг друга.

Следует отметить, что ток в растворе в данном случае переносят как катионы Na⁺, так и анионы SO₄^2–, причем они диффундируют соответственно в сторону катода и анода ровно с такой скоростью, которая соответствует скорости электродных процессов, а скорость этих процессов, в свою очередь, определяет, какой силы ток пойдет через раствор. Например, если сильно уменьшить концентрацию в растворе воды (разбавив ее веществом, которое не участвует в электродных реакциях), то скорость диффузии молекул Н₂О к катоду и аноду замедлится, и это обстоятельство ограничит силу проходящего через раствор тока (предполагается, что сами электродные реакции окисления и восстановления идут быстро).

В заключение – интересный процесс, при котором на аноде все же происходит окисление сульфат-анионов. Это произойдет, если их концентрация будет очень высока. Аналогичный процесс происходит и в случае концентрированного раствора гидросульфата, из которого окислением на аноде получают надсерную кислоту: 2HSO₄^– – 2e^– = H₂S₂O₈ и ее соли. Электрохимическим окислением на аноде в промышленности получают также перманганат калия KMnO₄, диоксид марганца MnO₂, хлорную кислоту HClO₄ и ее соли, хлорат натрия NaClO₃ и другие вещества. Используется электролиз и для получения некоторых органических соединений. Так, в огромных количествах, исчисляемых миллионами тонн, получают с помощью электросинтеза динитрил адипиновой кислоты NC(CH₂)₆CN – исходное вещество для синтеза найлона.