а) Электролиз (Elektrolyse) раствора хлорида калия – соли образованной при взаимодействии активного металла и бескислородной кислоты протекает предсказуемо. В данном случае на электродах выделяется водород (катод) и хлор (анод). А в растворе постепенно накапливается соответственно щелочь (КОН).
Стандартный электродный потенциал системы К+ + 1электрон = К0 (-2,950 В) значительно отрицательнее потенциала водородного электрода в нейтральной среде (-0,41 В). Поэтому на катоде будет происходить электрохимическое восстановление воды, сопровождающееся выделением водорода:
Катод: 2Н2О +2электрон = H2↑ + 2ОН¯,
а ионы К+, приходящие к катоду будут накапливаться в прилегающей к нему части раствора (катодное пространство). На аноде будет происходить электрохимическое окисление ионов хлора Cl¯, приводящее к выделению газообразного хлора:
2Сl¯ + 2электрон + 2Cl0;
2Cl0 = Cl20↑
Поскольку отвечающей этой системе стандартный электродный потенциал (1,359 В), хотя и больше, чем стандартный электродный потенциал системы: 2Н2О = О2↑+ 4Н+ + 4электрон (1,228 В), то разряжаться будут ионы Cl¯. Эта аномалия связана со значительным перенапряжением электродного процесса 2Сl¯ + 2электрон + 2Cl0.
По окончании электролиза жидкость у катодного пространства выпаривают. При его выпаривании выкристаллизовываются хлорид калия и остаётся почти чистый гидроксид калия, который выпаривают до полного удаления воды. Затем, гидроксид калия сплавляют в формы. Побочными продуктами электролиза являются газообразные водород и хлор.
б) Получение гипохлорита калия. Для получения гипохлорита калия нужно, выделяющийся при электролизе хлорида калия газообразный хлор, пропустить через раствор гидроксида калия у катодного пространства. При пропускании хлора через исходный раствор едкого калия образуется гипохлорит калия:
2KOH + Cl2 = KCl + KOCl + H2O
гипохлорит
калия
в) Для получения хлората калия нужно пропустить хлор в горячий раствор гидроксида калия, получим:
6KOH + 3Cl2 = 5KCl + KClО3 + 3H2O
хлорат
калия
Поскольку хлорат калия малорастворим в холодной воде, то при охлаждении раствора он выпадает в осадок.