Tại sao điện phân dung dịch mà có các ion K+, Ca2+, Na+, Mg2+, Al3+ thì nước sẽ tham gia điện phân ? Cái gì quyết định thứ tự điện phân

Trong quá trình điện phân dung dịch, các ion trong dung dịch sẽ di chuyển về các điện cực và tham gia phản ứng điện phân. Đối với các ion như K+, Ca2+, Na+, Mg2+, Al3+, sự tham gia của nước vào quá trình điện phân phụ thuộc vào khả năng khử của các ion này. Thứ tự điện phân được quyết định bởi thế điện cực chuẩn (standard electrode potential) của các ion. Các ion có thế điện cực chuẩn cao hơn sẽ dễ dàng bị khử hơn so với các ion có thế điện cực chuẩn thấp hơn. Cụ thể, trong trường hợp của các ion K+, Ca2+, Na+, Mg2+, Al3+, chúng có thế điện cực chuẩn lần lượt là: - K+: -2.93 V - Na+: -2.71 V - Ca2+: -2.87 V - Mg2+: -2.37 V - Al3+: -1.66 V Thế điện cực chuẩn của nước (H2O) là khoảng -0.83 V (đối với phản ứng khử nước thành hydro). Như vậy, các ion K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Al3+ đều có thế điện cực chuẩn thấp hơn so với nước, điều này có nghĩa là nước sẽ tham gia vào quá trình điện phân trước khi các ion này bị khử. Khi điện phân dung dịch có các ion này, nước sẽ bị khử tại catot để tạo ra khí hydro (H2), trong khi các ion kim loại sẽ bị oxi hóa tại anot. Do đó, thứ tự điện phân được quyết định bởi thế điện cực chuẩn của các ion và nước, trong đó nước sẽ tham gia điện phân trước khi các ion kim loại. Tóm lại, nước tham gia điện phân trong dung dịch có các ion K+, Ca2+, Na+, Mg2+, Al3+ vì thế điện cực chuẩn của nước cao hơn so với các ion này, và thứ tự điện phân được quyết định bởi thế điện cực chuẩn của các chất tham gia.