В текста "Магматична електролиза”, Беше обяснено, че този процес се случва, когато се предава електрически ток в разтопено вещество (в течно състояние), без наличието на вода и по този начин катионът получава електрони, а анионът подарява електрони, така че и двамата имат електрически заряд, равен на нула и енергия натрупана.
За да разберем по-добре как възниква магматичната електролиза, нека разгледаме един от най-важните примери за този тип процес, електролизата на натриев хлорид или готварска сол (NaCl).
Натриевият хлорид се образува в природата чрез прехвърляне на електрон от натрий (Na) в хлор (Cl), съгласно реакцията по-долу:
2Na (s) + 1Cl2(g) → 2NaCl (s)
Този процес е спонтанен, но обратният процес на тази реакция не е спонтанен, т.е. производството на хлорен газ (Cl2(g) - фигура по-долу) и метален натрий (Na (s)) не се среща в природата. Ако искаме това да се случи, ще трябва да започнем процеса.
Това може да стане чрез магматична електролиза. Солта се загрява до температура над 800,4 ° C, което е нейната точка на топене; и по този начин се слива, преминавайки от твърдо в течно. В това физическо състояние вашите йони Na
+ и Cl- са безплатни.След това разтопената сол се поставя в контейнер, електролитния съд и два инертни платинени или графитни електрода се потапят в натриевия хлорид. Тези електроди са свързани към източник, който генерира постоянен електрически ток, като батерия или клетка.
С преминаването на електрически ток се случва следното:
- Отрицателният полюс на батерията или клетката доставя електрони на един от електродите, който се превръща в катод;
- Катод: получава електроните от клетката и се превръща в отрицателен полюс, привличайки катионите Na+, защото противоположните заряди се привличат. Тези йони приемат електроните от електрода (катод) и се получава тяхното редуциране, образувайки метален натрий:
Намаление:В+(ℓ) + и- → В(с)
Металният натрий се отлага върху електрода и се изпраща в резервоар.
- Анод: се зарежда положително, привличайки Cl аниони- (затова се нарича анод). Тези йони губят електроните си, когато влязат в контакт с анода и следователно се подлагат на окисление, образувайки хлорни атоми, които веднага се комбинират два по два, за да образуват хлорен газ:
Окисление:2Cl-(ℓ) → 2 и- + 1Cl2(ж)
Този газ барботира около анода и се събира от стъклена тръба, адаптирана към системата.
По този начин, общата реакция, която възниква в този случай, се дава от:
Катод: 2Na+(ℓ) + 2e- → 2Na(с)
Анод: 2Cl-(ℓ) → 2 и- + 1Cl2(ж) ____________
Глобална реакция: 2Na+(ℓ) + 2Cl-(ℓ) → 2Na(с) + 1Cl2(ж)
Друг важен аспект, който трябва да знаете, който беше подчертан в края на споменатия текст (магнитна електролиза), е, че за електролиза настъпи, клетката или батерията, използвани за генериране на електрически ток, трябва да имат ddp (потенциална разлика), равна или по-голяма от потенциалната разлика на реакция.
Нека разгледаме това в случая на електролиза на натриев хлорид, която разглеждаме. За да се установи потенциалната разлика на тази реакция, е достатъчно да се намали стандартният редукционен потенциал на катода с този на анода. Това е обяснено в текста. Потенциална разлика в батерията .
Чрез таблицата на стандартните потенциали за намаляване (E0червено), знаем, че:
В+(ℓ) + и- → В(с) И0червено = -2,71
2Cl-(ℓ) → 2 и- + 1Cl2(ж) И0червено = +1,36
Сега просто намалете тези стойности, за да разберете потенциалната разлика на глобалната реакция:
Nd И0 = И0червен (катод) - И0червен (анод)
Nd И0 = -2,71 – (+ 1,36)
Nd И0 = - 4,07 V
Следователно това означава, че клетката или батерията, които ще се използват, трябва да имат напрежение, равно или по-голямо от 4,07 V, за да се извърши магнитната електролиза на натриев хлорид.
Отрицателната стойност само показва, че това е неспонтанен процес.. В случай на батерии, което е спонтанен процес, стойността на електродвижещата сила (∆E0) винаги дава положително.
От Дженифър Фогаса
Завършва химия
Източник: Бразилско училище - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/eletrolise-Ignea-cloreto-sodio.htm
