Co je magmatická elektrolýza?

magmatická elektrolýza je chemický jev, při kterém a iontová sloučenina jakýkoli (například sůl nebo báze) po provedení procesu fúze (změna z pevného stavu do stavu kapalina), je vystaven vnějšímu elektrickému proudu, který vede k produkci dvou nových látek chemikálie.

Když sůl prochází procesem fúze, prochází tzv disociace iontový, ve kterém uvolňuje kation a anion, jako v rovnici znázorněné níže:

XY_(s) → X⁺₍₁₎ + Y.^-₍₁₎

Po fúzi, když elektrický proud prochází tímto médiem, jsou uvolněné ionty vybity, jak je popsáno níže.

• anion prochází oxidací, ztrácí elektrony a vytváří jednoduchou látku, jak je znázorněno v níže uvedené rovnici:

Y^-₍₁₎ → Y₂ + 2 a

V tomto procesu se uvolňují 2 mol elektronů, protože jsou zapotřebí 2 mol aniontu Y.^- za vzniku molekulárního Y (obvykle s atomicitou 2, Y₂). Vaše rovnice může být tedy napsána následovně:

2 r^-₍₁₎ → Y₂ + 2 a

• kation podléhá redukci, získává elektrony a tvoří jednoduchou (kovovou) látku podle níže uvedené rovnice:

X⁺₍₁₎ + a → X_(s)

Vzhledem k tomu, že počet elektronů v oxidaci se musí rovnat počtu elektronů při redukci, musíme vynásobit výše uvedenou rovnici 2, což má za následek:

2 X⁺₍₁₎ + 2 a → 2 X_(s)

Globální rovnice, která představuje magmatická elektrolýza je sestaven ze součtu fúzních rovnic, oxidace a redukce, vyloučením všech položek, které se opakují v reaktantu jedné rovnice a v produktu druhé.

Fúze: 2 XY_(s) → 2X⁺₍₁₎ + 2R^-₍₁₎

Fúzní rovnice byla vynásobena 2, aby se rovnalo množství iontů s ohledem na oxidační a redukční rovnice.

Fúze: 2 XY_(s) → 2X⁺₍₁₎ + 2R^-₍₁₎

Oxidace: 2 Y^-₍₁₎ → Y₂ + 2 a

Redukce: 2X⁺₍₁₎ + 2 a → 2 X_(s)

Globální elektrolýza: 2 XY_(s) → Y₂ + 2 X_(s)

Podívejte se krok za krokem magmatická elektrolýza s několika příklady:

1. příklad: Ignáční elektrolýza chloridu sodného (NaCl)

1. krok: Fúze chloridu sodného zahřátím soli.

NaCl_(s) → V⁺₍₁₎ + Cl^-₍₁₎

2. etapa: Oxidace chloridového kationu (Cl^-).

Cl^-₍₁₎ → Cl_{2 (g)} + 2 a

Všimněte si, že se uvolňují 2 moly elektronů, protože k tvorbě molekulárního chloru (Cl. Cl₂). V tomto smyslu lze rovnici napsat:

2 Cl^-₍₁₎ → Cl_{2 (g)} + 2 a

3. etapa: Redukce kationu sodného (Na⁺).

Na⁺₍₁₎ + a → V_(s)

Vzhledem k tomu, že počet elektronů v oxidaci se musí rovnat počtu elektronů při redukci, musíme vynásobit výše uvedenou rovnici 2, což má za následek:

2 palce⁺₍₁₎ + 2 a → 2 palce_(s)

4. etapa: Přepište fúzní rovnici.

Protože se změnil počet kationtů a aniontů, musíme vynásobit rovnici získanou v 1. kroku 2.

2 NaCl_(s) → 2 palce⁺₍₁₎ + 2 Cl^-₍₁₎

5. etapa: Sestavení globální rovnice magmatická elektrolýza.

2 NaCl_(s) → 2 palce⁺₍₁₎ + 2 Cl^-₍₁₎

2 Cl^-₍₁₎ → Cl_{2 (g)} + 2 a

2 palce⁺₍₁₎ + 2 a → 2 palce_(s)

Chcete-li sestavit tuto globální rovnici, jednoduše odstraňte položku, která se objeví v činidle jednoho kroku a produkt jiného, ​​jako je tomu v případě Na⁺, Cl^- a elektrony. Globální rovnice tedy bude:

2 NaCl_(s) → Cl_{2 (g)} + 2 palce_(s)

2. příklad: Ignáční elektrolýza bromidu hlinitého (AlBr₃)

1. krok: Fúze chloridu sodného z ohřevu soli.

AlBr_{3 (s)} → Al⁺³₍₁₎ + 3 br^-₍₁₎

Stejně jako ve vzorci soli existují tři atomy bromu (Br), takže se uvolní 3 moly bromidového aniontu (Br)^-).

2. etapa: Oxidace kationu bromidu (Br^-).

3Br^-₍₁₎ → br_{2 (1)} + 3 a

V tomto procesu se uvolňují 2 mol elektronů, protože ke vzniku molekulárního bromu (Br₂). Abychom se tedy rovnali počtu molů bromu, musíme pro sloučeninu Br použít koeficient 3/2₂:

3Br^-₍₁₎ → 3/2 Br_{2 (1)} + 3 a

3. etapa: Redukce kationu hliníku (Al⁺³).

Al⁺³₍₁₎ + 3 a → Al_(s)

Vzhledem k tomu, že počet elektronů v oxidaci se musí rovnat počtu elektronů při redukci, musíme vynásobit výše uvedenou rovnici 2, což vede k:

2 Al⁺³₍₁₎ + 6 a → 2 Al_(s)

4. etapa: Korekce bromidových rovnic.

Stejně jako v rovnici hliníku se používá šest elektronů, takže v rovnici bromidu musí existovat také šest elektronů. K tomu musíme vynásobit rovnici 2, což má za následek:

6 Br^-₍₁₎ → 3 Br_{2 (1)} + 6 a

5. etapa: Sestavení globální rovnice magmatické elektrolýzy.

2 AlBr_{3 (s)} → 2 Al⁺³₍₁₎ + 6 br^-₍₁₎

6 Br^-₍₁₎ → 3 Br_{2 (1)} + 6 a

2 Al⁺³₍₁₎ + 6 a → 2 Al_(s)

Chcete-li sestavit tuto globální rovnici, jednoduše odstraňte položku, která se objeví v činidle jednoho kroku a produktu jiného, ​​jako v případě Al⁺³, br^- a elektrony. Globální rovnice tedy bude:

2 AlBr_{3 (s)} → 3Br_{2 (1)} + 2 Al_(s)

Podle mě. Diogo Lopes Dias

Zdroj: Brazilská škola - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-eletrolise-ignea.htm