Какво е електролиза?

Електролиза е физико-химичен процес, който използва електрическа енергия от който и да е източник (като батерия или батерия), за да принуди появата на химическа реакция, за да се получат прости или съставни вещества, които не могат да бъдат намерени в природата или които не се намират в големи количества.

Представяне на сглобката на всяка електролизна система

По време на електролиза катионът претърпява редукция на катода, а анионът се окислява на анода. Това се случва чрез електрически разряд, осигурен от външен източник. По този начин при електролизата имаме неспонтанна реакция на окисление и редукция.

Сега разберете двата начина, по които се получава електролиза:

При този тип електролиза използваме a йонно вещество в течно състояние в електролитна вана. Когато йонното вещество (XY) претърпи синтез, то преминава през процеса на дисоциация, както е представено по-долу:

След това, когато източникът на захранване е включен, катионът (X⁺) се движи към катода, а анионите (Y^-) се движат към анода. По този начин:

На катода: катионите получават електрони (те се подлагат на редукция) и се трансформират в стабилно вещество (X), процес, представен от следното уравнение:

На анода: анионите губят електрони (те се подлагат на окисление) и се превръщат в стабилно вещество (X), процес, представен от следното уравнение:

а) Пример за магматична електролиза

Като пример, следвайте сега магматичната електролиза на натриев хлорид (NaCl). Когато натриевият хлорид (NaCl) претърпи синтез, той преминава през процеса на дисоциация, както е показано по-долу:

След това, когато източникът на захранване е включен, катионът (Na⁺) се движи към катода, а анионите (Cl^-) се движат към анода. По този начин:

На катода: катионите в⁺ те получават електрони (те се подлагат на редукция) и се превръщат в стабилно вещество (Na, което е твърд метал), процес, представен от уравнението по-долу:

На анода: анионите Cl^- те губят електрони (претърпяват окисление) и се превръщат в стабилно вещество (Cl₂, който е газообразен), процес, представен от уравнението по-долу:

Схема, демонстрираща магматичната електролиза на NaCl

По този начин при магматичната електролиза на натриев хлорид имаме образуване на метален натрий (Na) и хлорен газ (Cl₂).

При този тип електролиза използваме йонно вещество, разтворено във вода, вътре в електролитния резервоар. И така, преди да извършим електролизата, първо смесваме веществото (обикновено сол неорганичен) във вода, за да предизвика дисоциацията му (освобождаване на катион и анион), както е показано по-долу:

Не спирайте сега... Има още след рекламата;)

Разликата по отношение на магматичната електролиза е, че освен йоните от дисоциацията, имаме и йони от самойонизацията на водата. При самойонизацията си водата образува хидрониев катион (H⁺) и хидроксиден анион (OH^-), както в уравнението по-долу:

По този начин вътре в електролитната вана имаме два катиона (един от веществото йонен и един от вода) и два аниона (единият от йонното вещество, а другият от Вода).

За да се знае кой катион ще се премести към катода и кой анион ще се премести към анода, е необходимо да се знае редът на разтоварване на катиони и аниони.

• За катиони:

Au> Pt> Hg> Ag> Cu> Ni> Cd> Pb> Fe> Zn> Mn> хидроний> семейство IIIA> семейство IIA> семейство IA

• за аниони

Неоксигенирани аниони и HSO₄ > хидроксид> кислородни аниони и F

След това, когато източникът на захранване е включен, катион (X⁺) се движи към катода и един от анионите (Y^-) се движи към анода.

На катода: катионите получават електрони (те се подлагат на редукция) и се трансформират в стабилно вещество (X), процес, представен от уравнението по-долу:

На анода: анионите губят електрони (те се подлагат на окисление) и се превръщат в стабилно вещество (Y), процес, представен от уравнението по-долу:

а) Пример за водна електролиза

Като пример ще използваме водната електролиза на натриев хлорид (NaCl). Когато натриевият хлорид (NaCl) се разтвори във вода, той преминава през процеса на дисоциация, както е показано по-долу:

В допълнение към дисоциацията на NaCl, имаме самойонизация на водата:

Имаме H катиони⁺ и нататък⁺ и OH анионите^- и Cl^-. След това, когато източникът на захранване е включен, имаме следното:

на катода: Н катионите⁺ получават електрони (редуцирани) и се превръщат в стабилно вещество (Н₂, което е газ). Това е така, защото хидронийът има приоритет на заустване пред елементите от фамилията IA (в случая Na). Процесът е представен от уравнението по-долу:

на анод: Cl анионите^- те губят електрони (претърпяват окисление) и се превръщат в стабилно вещество (Cl₂, което е газообразно). Това е така, защото Cl^- той е неоксидиран анион и има приоритет на изхвърляне пред хидроксида, процес, представен от уравнението по-долу:

Схема, демонстрираща водната електролиза на NaCl

По този начин, при водната електролиза на натриев хлорид имаме образуването на водороден газ (H₂) и хлорен газ (Cl₂).

От мен Диого Лопес Диас