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:
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 водна 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
Така при водната електролиза на натриев хлорид имаме образуване на водороден газ (Н2) и хлорен газ (Cl2).
От мен Диого Лопес Диас
Източник: Бразилско училище - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-eletrolise.htm
