K2SO4 - помогите расписать реакции пожалуйста

При электролизе водного раствора K₂SO₄ на инертных электродах (например, платиновых) протекают процессы электролиза воды, поскольку потенциалы разложения воды ниже, чем потенциалы разложения ионов калия и сульфат-ионов.

Катод (восстановление):

На катоде происходит восстановление воды, так как стандартный потенциал восстановления воды (-0,83 В) выше, чем стандартный потенциал восстановления иона калия (-2,93 В). Ионы K⁺ значительно труднее восстановить.

Реакция: 2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻ E⁰ = -0,83 В

Анод (окисление):

На аноде происходит окисление воды, так как стандартный потенциал окисления воды (+1,23 В) выше, чем стандартный потенциал окисления сульфат-ионов (+2,01 В). Сульфат-ионы значительно труднее окислить.

Реакция: 2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e⁻ E⁰ = +1,23 В

Почему именно эти реакции?

Выбор реакции определяется сравнением стандартных электродных потенциалов (E⁰) возможных процессов окисления и восстановления. Более положительный потенциал восстановления (катод) и более положительный потенциал окисления (анод) указывают на термодинамически более выгодные процессы. В данном случае, восстановление воды на катоде и окисление воды на аноде имеют более высокие потенциалы, чем альтернативные реакции с ионами K⁺ и SO₄²⁻ соответственно. Это означает, что эти реакции будут протекать преимущественно в процессе электролиза.

Вещества, выделяющиеся на электродах:

* Катод: Выделяется газообразный водород (H₂).
* Анод: Выделяется газообразный кислород (O₂).


Итог:

При электролизе водного раствора K₂SO₄ на инертных электродах происходит электролиз воды. На катоде выделяется водород, а на аноде – кислород. Это обусловлено тем, что стандартные электродные потенциалы разложения воды более благоприятны, чем разложение ионов калия и сульфат-ионов. Раствор вблизи катода становится щелочным (из-за образования OH⁻), а вблизи анода — кислым (из-за образования H⁺).


Обратите внимание: приведенные значения E⁰ — стандартные потенциалы. Фактические потенциалы будут зависеть от концентрации ионов и других факторов. Так же стоит учесть, что на практике из-за перенапряжения выделения газов, реальные потенциалы могут отличаться от стандартных.