Електролиза това е неспонтанен процес, т.е. такъв, който не се среща естествено, при който веществата се образуват чрез електрически разряд в съединения, разтопени или разтворени във вода. В този процес електрически ток достига до стъклен съд (електролитен резервоар), който има два инертни електрода (които не страдат или окисление нито намаляване), образувани от графит или платина. Тези електроди са свързани към електрически източник (обикновено a барабани) и се потапя в сол или основа, разтопена или разтворена във вода. Точно като батерия, електролизата има катод (където се получава редукция) и анод (където се получава окисляване).
Обобщение
Електролизата е неспонтанен процес;
Могат да се образуват прости или композитни вещества;
Може да се случи с разтопено разтворено вещество (магматична електролиза);
Може да се случи с разтворено във вода разтворено вещество (водна електролиза);
Катионът винаги претърпява редукция на катода;
Анионът винаги претърпява окисление в анода.
Вижте също:Получаване на алуминий от електролиза
Видове електролиза
Това е електролиза, която се получава, когато се извършва електрически разряд върху разтопено йонно съединение. Йонното съединение е образувано от йонна връзка, като например сол или а база неорганични. Когато говорим за разтопено съединение, от своя страна се отнася за съединението, което преминава от твърдо в течно състояние.
- Пример за магматична електролиза
Когато извършваме сливането на калиев хлорид (KCl), тази сол преминава през процеса на дисоциация, освобождавайки калиев катион (K+) и йодидния анион (l-).
Уравнение на дисоциацията за калиев хлорид
Когато електрическият ток достигне електролитната клетка с тези йони, калиевият катион се намалява, образувайки метален калий (К), а йодидният анион се окислява, образувайки твърд йод (I2).
Уравнение за образуване на твърд калий
Уравнение за образуване на твърд йод
Това е електролиза, която се получава, когато електрическото разтоварване се извършва върху воден разтвор (има вода), образуван от сол или неорганична основа.
- Пример за водна електролиза
Когато разтворим натриев хлорид във вода, той се дисоциира и водата се подлага на йонизация:
Йонизация на водата и уравнения за дисоциация на натриев хлорид
Като натриев катион (Na+) принадлежи към семейство IA, хидрониевият катион (H+) преминава през изпускането и претърпява редукция, образувайки водороден газ (H2).
Уравнение за образуване на водороден газ
Като хлорид (Cl-) не е кислороден (няма кислород) и не е флуориден (F-), той се изхвърля, окислява и образува хлорен газ (Cl2).
Уравнение за образуване на хлорен газ
Селективен йонен разряд
По време на процеса на електролиза във водна среда (разтвор, образуван от вода и разтворено вещество), ние винаги ще имаме два катиона: хидроний, от вода и всеки друг, от дисоциация на солта (пример за разтворено вещество). Ще имаме и два аниона: хидроксилът, който идва от водата, и друг, който идва от солта.
Йони от йонизация на водата и дисоциация на солта
- Селективен разряд за катиони и аниони
Ако катионът от разтвореното вещество принадлежи към семейството IA, IIA или IIIA, хидроният (H+) ще бъде намален;
Ако катионът, идващ от разтвореното вещество, не принадлежи на семействата, споменати по-горе, той ще понесе намалението.
Ако анионът от разтвореното вещество има кислород в състава си или е флуорид (F-), хидроксидът (OH-) ще претърпи окисление;
Ако анионът от разтвореното вещество няма горните характеристики, той ще претърпи окисление.
Известно е, че водата има способността да се самоионизира, произвеждайки хидрониеви йони (H+) и хидроксид (OH-), но тази йонизация е доста ограничена. Този факт се доказва от неефективността на чистата вода при провеждане на електрически ток.
Като електролиза включва електрически разряд, за да се извърши електролизата на водата, е необходимо да се разтвори разтвореното вещество, което благоприятства селективното изхвърляне на хидроний и хидроксид (както се вижда в темата за изхвърлянето селективен).
Ако добавим натриев сулфат (Na2САМО4), например, ще имаме натриевите катиони в средата (Na+) и хидроний (Н+), както и хидроксидни аниони (OH-) и сулфат (SO4-2). По този начин, когато електрическият ток пристигне в електролитния резервоар:
хидронийът ще бъде изхвърлен, редуциращ се, тъй като натрият принадлежи към семейството на IA;
Уравнение за образуване на водороден газ
хидроксидът ще претърпи изхвърляне, окисляване, тъй като сулфатът има кислород в състава си.
Уравнение за образуване на кислород
Тъй като двата йона (катион и анион), идващи от водата, бяха изхвърлени, ние казваме, че е станала електролизата на водата.
Вижте също: Количествени аспекти на електролизата
Производство на прости вещества като водороден газ (H2), кислороден газ (O2) и т.н .;
Производство на композитни вещества като натриев хидроксид (NaOH), сярна киселина (H2САМО4) и т.н .;
Покриване на част с определен метал, като мед (мед) и злато (позлатяване);
Използвайте за отстраняване на определен метал от вашата руда.
Решени упражнения по електролиза
Пример 1 - (Vunesp) Воден разтвор на CuCℓ2 се подлага на електролиза, като се използват платинови електроди. Правилното твърдение е:
а) Редукцията на Cu йони възниква на катода2+.
б) Окислението на Cu йон се извършва при анода2+.
в) При катода се образува хлорен газ.
г) Част от платиновия анод се разтваря, образувайки Pt2+.
д) Продуктите от тази електролиза биха били различни, ако електролизата на CuCl2 бяха огнени (синтез).
а) Правилно. Когато CuCl2 се разтваря във вода, имаме хидрониевите катиони (H+) и мед II (Cu+2). Тъй като медният катион II не принадлежи към семействата IA, IIA и IIIA, той е редуциран.
б) Невярно, тъй като хлоридният анион (Cl) се окислява в анода-), който няма кислород в състава си и не е флуорид (F-).
в) Невярно, тъй като редукцията на меден катион II се получава при катода, следователно има образуване на меден метал.
г) Невярно, тъй като електродите от платина или графит при електролиза само провеждат електричество, те не участват в процеса.
д) Невярно, тъй като магматичната електролиза на меден II хлорид (CuCl2) биха представили абсолютно същите продукти като водния, тъй като присъстващите йони биха били мед II (Cu+2) и хлорида (Cl-1).
Пример 2- (UFRN) Помислете за следните системи:
I. Разтопен натриев хлорид;
II. Воден разтвор на натриев хлорид;
III. Кондензиран натриев хидроксид;
IV. Воден разтвор на натриев хидроксид.
Тези, които могат да осигурят натрий, когато са подложени на електролиза, са:
а) само I и II.
б) само I и III.
в) само II и IV.
г) само III и IV.
д) I, II, III и IV.
Системите, които доставят метален натрий като продукт на катода, са I и III.
I- Единственият катион, присъстващ в средата, е натриевият катион, следователно само той може да редуцира, образувайки метален натрий.
II- Тази система не предоставя метален натрий, защото натриевият хлорид се разтваря във вода, така че в средата имаме присъствие на натриеви катиони (Na+) и хидроний (Н+) - това е този, който страда от редукцията, тъй като натрият принадлежи към семейството на IA.
III- Единственият катион, присъстващ в средата, е натриевият катион (тъй като материалът е бил подложен на сливане), следователно само той претърпява редукция, образувайки метален натрий;
IV- Тази система не предоставя метален натрий, защото натриевият хидроксид се разтваря във вода, така че в средата имаме присъствие на натриеви катиони (Na+) и хидроний (Н+) - това е този, който страда от редукцията, тъй като натрият принадлежи към семейството на IA.
От мен Диого Лопес Диас
