Ионы принято обозначать знаками «+» или «—» около соответствующих формул (обычно справа вверху). Число знаков «+» или «—» равно валентности иона (например, ионы меди бывают Cu+ или Cu2+, ионы хлора — только Сl-, и т. д.).
§ 70. Первичные и вторичные процессы при электролизе. Из изложенного выше представления об ионной проводимости электролитов вытекает, что первичным результатом электролиза является выделение на электродах составных частей молекулы растворенного вещества. Однако фактически мы часто обнаруживаем на одном или на обоих электродах не те атомы или атомные группы, которые перемещались в растворе и первоначально выделялись на электродах, а другие, освобождающиеся при вторичных химических реакциях, в которые вступают освободившиеся первичные атомы и группы. Например, при электролизе раствора медного купороса (CuSО4) на катоде выделяется, как мы говорили, медь, на аноде же мы обнаруживаем выделение не группы SO4, а кислорода. Одновременно наблюдается образование в растворе серной кислоты (H2SO4). Это объясняется тем, что группа SO4 неустойчива; выделившись из раствора, она сейчас же вступает в реакцию с водой по уравнению
2Н2О+2SO4=2H2SO4+О2.
Кислород выделяется в виде пузырьков газа, а серная кислота остается в растворе.
Аналогичные вторичные реакции имеют место и при электролизе других солей и кислот. Мы видели, например, что при электролизе слабого раствора серной кислоты на электродах выделяются водород и кислород. Но этот окончательный результат является, как и в разобран-
153
ном выше примере, следствием осложняющих электролиз вторичных химических реакций, налагающихся на простой первичный процесс. Сначала на катоде выделяется в виде пузырьков газа водород, а на аноде — группа SO4. Эта группа сейчас же вступает с водой в реакцию по написанному выше уравнению, и в результате молекула серной кислоты снова восстанавливается, а на аноде выделяется кислород, входящий в состав воды. Внешне процесс протекает так, что количество серной кислоты в растворе остается неизменным, а количество воды убывает. Поэтому в этом случае, как и при электролизе многих других кислот и оснований, часто говорят о разложении воды электрическим током или об электролизе воды. Это название не совсем точно. Оно правильно передает окончательный результат, но затемняет различие между тем первичным процессом, который непосредственно связан с прохождением тока через электролит, и вторичными химическими реакциями между продуктами этого первичного процесса.
Различие между первичными и вторичными процессами при электролизе можно показать на следующем опыте. Будем производить электролиз раствора поваренной соли (NaCl), взяв в качестве электродов, например, медные пластинки. На катоде мы будем наблюдать выделение водорода и образование едкого натра (NaOH), а на аноде — образование хлористой меди (CuCl), т. е. соединения хлора с металлом анода. Нетрудно показать, однако, что все эти продукты являются результатом вторичных реакций, в которые вступают выделившиеся на электродах части молекулы хлористого натра: натрий на катоде и хлор на аноде. далее