Hvad er magmatisk elektrolyse?

magtfri elektrolyse er et kemisk fænomen, hvor ionisk forbindelse ethvert (salt eller base, for eksempel) efter at have gennemgået fusionsprocessen (skift fra fast tilstand til tilstand væske), udsættes for en ekstern elektrisk strøm, hvilket fører til produktion af to nye stoffer kemisk.

Når saltet gennemgår fusionsprocessen, gennemgår det den såkaldte dissociation ionisk, hvor den frigiver en kation og en anion, som i ligningen vist nedenfor:

XY_(s) → X⁺₍₁₎ + Y^-₍₁₎

Efter fusion, når elektrisk strøm passerer gennem dette medium, udledes de frigivne ioner som beskrevet nedenfor.

• anionen gennemgår oxidation, mister elektroner og danner et simpelt stof som vist i ligningen nedenfor:

Y^-₍₁₎ → Y₂ + 2 og

I denne proces frigives 2 mol elektroner, fordi der er behov for 2 mol anion Y^- til dannelse af det molekylære Y (normalt med atomicitet 2, Y₂). Så din ligning kan skrives som følger:

2 Y^-₍₁₎ → Y₂ + 2 og

• kationen gennemgår reduktion, vinder elektroner og danner et simpelt (metallisk) stof ifølge nedenstående ligning:

x⁺₍₁₎ + og → X_(s)

Da antallet af elektroner i oxidationen skal være lig med antallet af elektroner i reduktionen, skal vi gange ovenstående ligning med 2, hvilket resulterer i:

2 X⁺₍₁₎ + 2 og → 2 X_(s)

Den globale ligning, der repræsenterer magtfri elektrolyse er bygget ud fra summen af ​​fusionsligningerne, oxidation og reduktion, eliminerer alle de emner, der gentages i reaktanten i den ene ligning og i produktet af den anden.

Fusion: 2 XY_(s) → 2X⁺₍₁₎ + 2 år^-₍₁₎

Fusionsligningen blev ganget med 2 for at svare til mængden af ​​ioner i forhold til oxidations- og reduktionsligningerne.

Fusion: 2 XY_(s) → 2X⁺₍₁₎ + 2 år^-₍₁₎

Oxidation: 2 Y^-₍₁₎ → Y₂ + 2 og

Reduktion: 2 X⁺₍₁₎ + 2 og → 2 X_(s)

Global for elektrolyse: 2 XY_(s) → Y₂ + 2 X_(s)

Se trin for trin magtfri elektrolyse med nogle eksempler:

1. eksempel: Igneøs elektrolyse af natriumchlorid (NaCl)

1. trin: Smeltning af natriumchlorid ved opvarmning af saltet.

NaCl_(s) → I⁺₍₁₎ + Cl^-₍₁₎

2. etape: Oxidation af chloridkationen (Cl^-).

Cl^-₍₁₎ → Cl_{2 (g)} + 2 og

Bemærk, at der frigives 2 mol elektroner, fordi der er brug for 2 mol chloridanion til dannelse af molekylær chlor (Cl₂). I denne forstand kan ligningen skrives:

2 Cl^-₍₁₎ → Cl_{2 (g)} + 2 og

3. etape: Reduktion af natriumkation (Na⁺).

På⁺₍₁₎ + og → I_(s)

Da antallet af elektroner i oxidationen skal være lig med antallet af elektroner i reduktionen, skal vi gange ovenstående ligning med 2, hvilket resulterer i:

2 i⁺₍₁₎ + 2 og → 2 In_(s)

4. etape: Omskrivning af fusionsligningen.

Da antallet af kation og anion er ændret, skal vi gange ligningen opnået i 1. trin med 2.

2 NaCl_(s) → 2 ind⁺₍₁₎ + 2 Cl^-₍₁₎

5. etape: Samling af den globale ligning af magtfri elektrolyse.

2 NaCl_(s) → 2 ind⁺₍₁₎ + 2 Cl^-₍₁₎

2 Cl^-₍₁₎ → Cl_{2 (g)} + 2 og

2 i⁺₍₁₎ + 2 og → 2 In_(s)

For at samle denne globale ligning skal du bare fjerne det element, der vises i reagenset i et trin, og produktet af et andet, som i tilfældet med Na⁺Cl^- og elektroner. Så den globale ligning vil være:

2 NaCl_(s) → Cl_{2 (g)} + 2 ind_(s)

2. eksempel: Igneøs elektrolyse af aluminiumbromid (AlBr₃)

1. trin: Natriumchloridfusion fra saltopvarmning.

AlBr_{3 (r)} → Al⁺³₍₁₎ + 3Br^-₍₁₎

Som i saltformlen er der tre bromatomer (Br), så 3 mol af bromidanionen (Br) frigøres^-).

2. etape: Bromidkationoxidation (Br^-).

3Br^-₍₁₎ → br_{2 (1)} + 3 og

I denne proces frigives 2 mol elektroner, fordi der er behov for 2 mol bromidanion til dannelse af molekylært brom (Br₂). For at svare til antallet af mol brom skal vi bruge koefficienten 3/2 til forbindelsen Br₂:

3Br^-₍₁₎ → 3/2 Br_{2 (1)} + 3 og

3. etape: Reduktion af aluminiumskation (Al⁺³).

Al⁺³₍₁₎ + 3 og → Al_(s)

Da antallet af elektroner i oxidationen skal være lig med antallet af elektroner i reduktionen, skal vi gange ovenstående ligning med 2, hvilket resulterer i:

2 Al⁺³₍₁₎ + 6 og → 2 Al_(s)

4. etape: Korrektion af bromidligning.

Som i aluminiumligningen anvendes seks elektroner, så i bromidligningen skal der også være seks elektroner. For at gøre dette skal vi gange ligningen med 2, hvilket resulterer i:

6 Br^-₍₁₎ → 3 Br_{2 (1)} + 6 og

5. etape: Samling af den globale magtfulde elektrolyse ligning.

2 AlBr_{3 (r)} → 2 Al⁺³₍₁₎ + 6 Br^-₍₁₎

6 Br^-₍₁₎ → 3 Br_{2 (1)} + 6 og

2 Al⁺³₍₁₎ + 6 og → 2 Al_(s)

For at samle denne globale ligning skal du bare fjerne det element, der vises i reagenset i et trin, og produktet af et andet, som i tilfældet med Al⁺³, br^- og elektroner. Så den globale ligning vil være:

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

Af mig Diogo Lopes Dias

Kilde: Brasilien skole - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-eletrolise-ignea.htm