Im Text "Eruptivelektrolyse“ wurde erklärt, dass dieser Prozess auftritt, wenn ein elektrischer Strom in eine geschmolzene Substanz (in flüssigem Zustand) geleitet wird, ohne dass Wasser und auf diese Weise nimmt das Kation Elektronen auf und das Anion gibt Elektronen ab, sodass beide eine elektrische Ladung gleich Null und Energie haben angesammelt.
Um besser zu verstehen, wie die magmatische Elektrolyse abläuft, betrachten wir eines der wichtigsten Beispiele für diese Art von Verfahren, die Elektrolyse von Natriumchlorid oder Kochsalz (NaCl).
Natriumchlorid wird in der Natur durch die Übertragung eines Elektrons von Natrium (Na) auf Chlor (Cl) gebildet, wie in der folgenden Reaktion beschrieben:
2Na(s) + 1Cl2(g) → 2NaCl (s)
Dieser Prozess ist spontan, aber der umgekehrte Prozess dieser Reaktion ist nicht spontan, d. h. die Produktion von Chlorgas (Cl2(g) – Abbildung unten) und metallisches Natrium (Na (s)) kommt in der Natur nicht vor. Wenn wir dies wollen, müssen wir den Prozess starten.
Dies kann durch magmatische Elektrolyse erfolgen. Das Salz wird auf eine Temperatur von über 800,4 °C erhitzt, was seinem Schmelzpunkt entspricht; und auf diese Weise verschmilzt es und geht von fest zu flüssig über. In diesem physischen Zustand sind Ihre Na-Ionen+ und Cl- sind frei.
Das geschmolzene Salz wird dann in einen Behälter, das Elektrolysegefäß, gegeben und zwei inerte Platin- oder Graphitelektroden werden in das Natriumchlorid getaucht. Diese Elektroden sind mit einer Quelle verbunden, die Gleichstrom erzeugt, wie beispielsweise einer Batterie oder einer Zelle.
Beim Durchgang von elektrischem Strom passiert Folgendes:
- Der Minuspol der Batterie oder Zelle liefert Elektronen an eine der Elektroden, die zur Kathode wird;
- Kathode: empfängt die Elektronen von der Zelle und wird zum negativen Pol, der die Na-Kationen anzieht+, weil sich entgegengesetzte Ladungen anziehen. Diese Ionen empfangen die Elektronen von der Elektrode (Kathode) und ihre Reduktion findet statt, wobei metallisches Natrium entsteht:
Die Ermäßigung:Beim+(ℓ) + und- → In(s)
Auf der Elektrode wird metallisches Natrium abgeschieden und in ein Reservoir geleitet.
- Anode: wird positiv geladen und zieht Cl-Anionen an- (deshalb heißt es Anode). Diese Ionen verlieren ihre Elektronen, wenn sie mit der Anode in Kontakt kommen, und werden daher oxidiert und bilden Chloratome, die sich sofort zu zweit zu Chlorgas verbinden:
Oxidation:2Cl-(ℓ) → 2 und- + 1Cl2(G)
Dieses Gas sprudelt um die Anode herum und wird von einem an das System angepassten Glasrohr gesammelt.
Die Gesamtreaktion, die in diesem Fall auftritt, ist also gegeben durch:
Kathode: 2Na+(ℓ) + 2e- → 2Na(s)
Anode: 2Cl-(ℓ) → 2 und- + 1Cl2(g) ____________
Globale Reaktion: 2Na+(ℓ) + 2Cl-(ℓ) → 2Na(s) + 1Cl2(G)
Ein weiterer wichtiger Aspekt, der am Ende des erwähnten Textes (Igneous Electrolysis) hervorgehoben wurde, ist, dass für die Elektrolyse auftritt, muss die zur Stromerzeugung verwendete Zelle oder Batterie einen ddp (Potenzialunterschied) haben, der gleich oder größer als der Potenzialunterschied des ist Reaktion.
Schauen wir uns dies im Fall der Natriumchlorid-Elektrolyse an, die wir betrachten. Um die Potentialdifferenz dieser Reaktion herauszufinden, genügt es, das Standard-Reduktionspotential der Kathode um das der Anode zu verringern. Dies wird im Text erklärt. Potentialunterschied einer Batterie .
Durch die Tabelle der Standardreduktionspotentiale (E0rot), wissen wir:
Beim+(ℓ) + und- → In(s) UND0rot= -2,71
2Cl-(ℓ) → 2 und- + 1Cl2(g) UND0rot= +1,36
Verringern Sie nun einfach diese Werte, um die Potenzialdifferenz der globalen Reaktion zu kennen:
∆Und0 = UND0rot (Kathode) - UND0rot (Anode)
∆Und0 = -2,71 – (+ 1,36)
∆Und0 = - 4,07 V
Dies bedeutet, dass die verwendete Zelle oder Batterie eine Spannung von mindestens 4,07 V aufweisen muss, um die magmatische Elektrolyse von Natriumchlorid durchzuführen.
Der negative Wert zeigt nur an, dass es sich um einen nicht spontanen Vorgang handelt.. Bei Batterien, die ein spontaner Vorgang sind, ist der Wert der elektromotorischen Kraft (∆E0) gibt immer positiv.
Von Jennifer Fogaça
Abschluss in Chemie
Quelle: Brasilien Schule - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/eletrolise-Ignea-cloreto-sodio.htm
