магматична електролиза е химично явление, при което a йонно съединение всякакви (сол или основа, например), след преминаване на процеса на сливане (промяна от твърдо състояние в състояние течност), се подлага на външен електрически ток, което води до производството на две нови вещества химически.
Когато солта претърпи процеса на сливане, тя преминава през т.нар дисоциация йонен, при който освобождава катион и анион, както е показано в уравнението, показано по-долу:
XY(с) → X+(1) + Y-(1)
След синтез, когато електрическият ток преминава през тази среда, освободените йони се разреждат, както е описано по-долу.
анионът претърпява окисление, губи електрони и образува просто вещество, както е представено в уравнението по-долу:
Y.-(1) → Y2 + 2 и
В този процес се освобождават 2 мола електрони, тъй като са необходими 2 мола анион Y- за образуване на молекулярния Y (обикновено с атомност 2, Y2). И така, вашето уравнение може да бъде записано по следния начин:
2 г.-(1) → Y2 + 2 и
катионът претърпява редукция, получавайки електрони и образувайки просто (метално) вещество, съгласно уравнението по-долу:
х+(1) + и → X(с)
Тъй като броят на електроните в окислението трябва да е равен на броя на електроните при редукцията, трябва да умножим горното уравнение по 2, което води до:
2 X+(1) + 2 и → 2 X(с)
Глобалното уравнение, което представлява магматична електролиза се изгражда от сумата на уравненията на синтез, окисление и редукция, елиминирайки всички елементи, които се повтарят в реагента на едното уравнение и в продукта на другото.
Fusion: 2 XY(с) → 2X+(1) + 2Y-(1)
Уравнението за синтез се умножава по 2, за да се изравни количеството йони по отношение на уравненията за окисление и редукция.
Fusion: 2 XY(с) → 2X+(1) + 2Y-(1)
Окисление: 2 Y-(1) → Y2 + 2 и
Намаляване: 2 X+(1) + 2 и → 2 X(с)
Глобал на електролизата: 2 XY(с) → Y2 + 2 X(с)
Вижте стъпка по стъпка магматична електролиза с няколко примера:
1-ви пример: магматична електролиза на натриев хлорид (NaCl)
1-ва стъпка: Топене на натриев хлорид чрез нагряване на солта.
NaCl(с) → В+(1) + Cl-(1)
2-ри етап: Окисление на хлоридния катион (Cl-).
Cl-(1) → Cl2 (g) + 2 и
Обърнете внимание, че се освобождават 2 мола електрони, тъй като са необходими 2 мола хлориден анион за образуване на молекулен хлор (Cl2). В този смисъл уравнението може да бъде написано:
2 Cl-(1) → Cl2 (g) + 2 и
3-ти етап: Намаляване на натриевия катион (Na+).
В+(1) + и → In(с)
Тъй като броят на електроните в окислението трябва да е равен на броя на електроните при редукцията, трябва да умножим горното уравнение по 2, което води до:
2 инча+(1) + 2 и → 2 In(с)
4-ти етап: Препишете уравнението на синтеза.
Тъй като броят на катиона и аниона се е променил, трябва да умножим уравнението, получено в първата стъпка, по 2.
2 NaCl(с) → 2 In+(1) + 2 Cl-(1)
5-ти етап: Съставяне на глобалното уравнение на магматична електролиза.
2 NaCl(с) → 2 In+(1) + 2 Cl-(1)
2 Cl-(1) → Cl2 (g) + 2 и
2 инча+(1) + 2 и → 2 In(с)
За да съберете това глобално уравнение, просто премахнете елемента, който се появява в реагента на една стъпка и продукта на друга стъпка, както в случая на Na+, Cl- и електрони. И така, глобалното уравнение ще бъде:
2 NaCl(с) → Cl2 (g) + 2 инча(с)
2-ри пример: магматична електролиза на алуминиев бромид (AlBr3)
1-ва стъпка: Сливане на натриев хлорид от нагряване на сол.
AlBr3 (и) → Ал+3(1) + 3Br-(1)
Както във формулата на солта, има три бромови (Br) атома, така че се освобождават 3 мола от бромидния анион (Br)-).
2-ри етап: Бромидно катионно окисление (Br-).
3Br-(1) → бр2 (1) + 3 и
В този процес се освобождават 2 мола електрони, тъй като за образуването на молекулен бром са необходими 2 мола бромиден анион (Br2). По този начин, за да се изравни броят на моловете бром, трябва да използваме коефициента 3/2 за съединението Br2:
3Br-(1) → 3/2 Br2 (1) + 3 и
3-ти етап: Намаляване на алуминиевия катион (Al+3).
Ал+3(1) + 3 и → Al(с)
Тъй като броят на електроните в окислението трябва да е равен на броя на електроните при редукцията, трябва да умножим горното уравнение по 2, което води до:
2 Ал+3(1) + 6 и → 2 Al(с)
4-ти етап: Корекция на уравнението на бромид.
Както в алуминиевото уравнение се използват шест електрона, така и в бромидното уравнение също трябва да има шест електрона. За целта трябва да умножим уравнението по 2, което води до:
6 бр-(1) → 3 бр2 (1) + 6 и
5-ти етап: Съставяне на уравнението за глобална магматична електролиза.
2 AlBr3 (и) → 2 Al+3(1) + 6 Br-(1)
6 бр-(1) → 3 бр2 (1) + 6 и
2 Ал+3(1) + 6 и → 2 Al(с)
За да съберете това глобално уравнение, просто премахнете елемента, който се появява в реагента на една стъпка и продукта на друга стъпка, както в случая на Al+3, бр- и електрони. И така, глобалното уравнение ще бъде:
2 AlBr3 (и) → 3Br2 (1) + 2 Al(с)
От мен Диого Лопес Диас
Източник: Бразилско училище - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-eletrolise-ignea.htm