التحليل الكهربائي البركاني هي ظاهرة كيميائية حيث أ مركب أيوني أي (ملح أو قاعدة ، على سبيل المثال) ، بعد الخضوع لعملية الاندماج (التغيير من الحالة الصلبة إلى الحالة السائل) ، لتيار كهربائي خارجي ، مما يؤدي إلى إنتاج مادتين جديدتين المواد الكيميائية.
عندما يخضع الملح لعملية الاندماج ، فإنه يخضع لما يسمى التفكك أيوني ، حيث يطلق كاتيون وأنيون ، كما في المعادلة الموضحة أدناه:
س ص(س) → X+(1) + ص-(1)
بعد الاندماج ، عندما يمر التيار الكهربائي عبر هذا الوسط ، يتم تفريغ الأيونات المحررة ، كما هو موضح أدناه.
الأنيون يخضع للأكسدة ويفقد الإلكترونات ويشكل مادة بسيطة ، كما هو موضح في المعادلة أدناه:
ص-(1) → ص2 + 2 و
في هذه العملية ، يتم إطلاق 2 مول من الإلكترونات ، لأن هناك حاجة إلى 2 مول من الأنيون Y- لتشكيل الجزيئي Y (عادةً بالذرية 2 ، Y2). لذلك ، يمكن كتابة المعادلة على النحو التالي:
2 ذ-(1) → ص2 + 2 و
الكاتيون يخضع للاختزال واكتساب الإلكترونات وتشكيل مادة بسيطة (معدنية) ، وفقًا للمعادلة أدناه:
X+(1) + و → X(س)
نظرًا لأن عدد الإلكترونات في الأكسدة يجب أن يساوي عدد الإلكترونات في الاختزال ، يجب علينا ضرب المعادلة أعلاه في 2 ، مما ينتج عنه:
2 X+(1) + 2 و → 2 X(س)
المعادلة العالمية التي تمثل التحليل الكهربائي البركاني مبني من مجموع معادلات الاندماج ، الأكسدة والاختزال، استبعاد جميع العناصر التي تتكرر في المادة المتفاعلة لمعادلة واحدة وفي منتج الأخرى.
الانصهار: 2 XY(س) → 2X+(1) + 2 ص-(1)
تم ضرب معادلة الاندماج في 2 لتساوي كمية الأيونات بالنسبة إلى معادلات الأكسدة والاختزال.
الانصهار: 2 XY(س) → 2X+(1) + 2 ص-(1)
الأكسدة: 2 ذ-(1) → ص2 + 2 و
التخفيض: 2X+(1) + 2 و → 2 X(س)
عالمي التحليل الكهربائي: 2 XY(س) → ص2 + 2 X(س)
انظر خطوة بخطوة من التحليل الكهربائي البركاني مع بعض الأمثلة:
المثال الأول: التحليل الكهربائي الناري لكلوريد الصوديوم (NaCl)
الخطوة الأولى: انصهار كلوريد الصوديوم عن طريق تسخين الملح.
كلوريد الصوديوم(س) → في+(1) + Cl-(1)
المرحلة الثانية: أكسدة كلوريد الكاتيون (Cl-).
Cl-(1) → Cl2 (ز) + 2 و
لاحظ أنه يتم إطلاق 2 مول من الإلكترونات لأن هناك حاجة إلى 2 مول من أنيون الكلوريد لتكوين الكلور الجزيئي (Cl2). بهذا المعنى ، يمكن كتابة المعادلة:
2 سل-(1) → Cl2 (ز) + 2 و
المرحلة الثالثة: الحد من كاتيون الصوديوم (Na+).
في+(1) + و → In(س)
نظرًا لأن عدد الإلكترونات في الأكسدة يجب أن يساوي عدد الإلكترونات في الاختزال ، يجب علينا ضرب المعادلة أعلاه في 2 ، مما ينتج عنه:
2 بوصة+(1) + 2 و → 2 بوصة(س)
المرحلة الرابعة: أعد كتابة معادلة الاندماج.
نظرًا لتغير عدد الكاتيونات والأنيون ، يجب علينا مضاعفة المعادلة التي تم الحصول عليها في الخطوة الأولى بمقدار 2.
2 كلوريد الصوديوم(س) → 2 بوصة+(1) + 2 سل-(1)
المرحلة الخامسة: الجمعية العالمية للمعادلة التحليل الكهربائي البركاني.
2 كلوريد الصوديوم(س) → 2 بوصة+(1) + 2 سل-(1)
2 سل-(1) → Cl2 (ز) + 2 و
2 بوصة+(1) + 2 و → 2 بوصة(س)
لتجميع هذه المعادلة العالمية ، ما عليك سوى إزالة العنصر الذي يظهر في كاشف خطوة واحدة ومنتج أخرى ، كما هو الحال في Na+، Cl- والإلكترونات. إذن ، ستكون المعادلة العالمية:
2 كلوريد الصوديوم(س) → Cl2 (ز) + 2 بوصة(س)
المثال الثاني: التحليل الكهربائي الناري لبروميد الألومنيوم (AlBr3)
الخطوة الأولى: اندماج كلوريد الصوديوم من تسخين الملح.
البر3 (ق) → آل+3(1) + 3Br-(1)
كما في صيغة الملح ، هناك ثلاث ذرات بروم (Br) ، لذلك يتم تحرير 3 مولات من أنيون البروميد (Br)-).
المرحلة الثانية: أكسدة البروميد الموجبة (Br-).
3Br-(1) → ر2 (1) + 3 و
في هذه العملية ، يتم إطلاق 2 مول من الإلكترونات ، لأن هناك حاجة إلى 2 مول من أنيون البروميد لتكوين البروم الجزيئي (Br2). وبالتالي ، لكي نساوي عدد مولات البروم ، يجب أن نستخدم المعامل 3/2 للمركب Br2:
3Br-(1) → 3/2 غرف2 (1) + 3 و
المرحلة الثالثة: الحد من كاتيون الألومنيوم (Al+3).
ال+3(1) + 3 و → آل(س)
نظرًا لأن عدد الإلكترونات في الأكسدة يجب أن يساوي عدد الإلكترونات في الاختزال ، يجب علينا ضرب المعادلة أعلاه في 2 ، مما ينتج عنه:
2 آل+3(1) + 6 و → 2 آل(س)
المرحلة الرابعة: تصحيح معادلة البروميد.
كما هو الحال في معادلة الألمنيوم ، يتم استخدام ستة إلكترونات ، لذلك في معادلة البروميد ، يجب أن يكون هناك أيضًا ستة إلكترونات. للقيام بذلك ، يجب أن نضرب المعادلة في 2 ، مما ينتج عنه:
6 غرف-(1) → 3 غرف2 (1) + 6 و
المرحلة الخامسة: تجميع معادلة التحليل الكهربائي البركانية العالمية.
2 البر3 (ق) → 2 آل+3(1) + 6 غرف-(1)
6 غرف-(1) → 3 غرف2 (1) + 6 و
2 آل+3(1) + 6 و → 2 آل(س)
لتجميع هذه المعادلة العالمية ، ما عليك سوى إزالة العنصر الذي يظهر في كاشف خطوة واحدة ومنتج أخرى ، كما في حالة Al+3، ر- والإلكترونات. إذن ، ستكون المعادلة العالمية:
2 البر3 (ق) → 3Br2 (1) + 2 آل(س)
بي ديوغو لوبيز دياس
مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-eletrolise-ignea.htm