πυριτική ηλεκτρόλυση είναι ένα χημικό φαινόμενο στο οποίο ιοντική ένωση οποιοδήποτε (αλάτι ή βάση, για παράδειγμα), μετά από τη διαδικασία σύντηξης (αλλαγή από στερεά σε κατάσταση υγρό), υποβάλλεται σε εξωτερικό ηλεκτρικό ρεύμα, το οποίο οδηγεί στην παραγωγή δύο νέων ουσιών χημική ουσία.
Όταν το αλάτι υποβάλλεται στη διαδικασία σύντηξης, υφίσταται το λεγόμενο διάσταση ιοντικό, στο οποίο απελευθερώνει κατιόν και ανιόν, όπως στην παρακάτω εξίσωση:
XY(μικρό) → Χ+(1) + Υ-(1)
Μετά τη σύντηξη, όταν το ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται από αυτό το μέσο, τα απελευθερωμένα ιόντα αποβάλλονται, όπως περιγράφεται παρακάτω.
το ανιόν υφίσταται οξείδωση, απώλεια ηλεκτρονίων και σχηματισμός μιας απλής ουσίας, όπως φαίνεται στην παρακάτω εξίσωση:
Γ-(1) → Υ2 +2 και
Σε αυτήν τη διαδικασία, απελευθερώνονται 2 mol ηλεκτρονίων, επειδή χρειάζονται 2 mol ανιόν Υ- για να σχηματίσει το μοριακό Υ (συνήθως με ατομικότητα 2, Υ2). Έτσι, η εξίσωση σας μπορεί να γραφτεί ως εξής:
2 Υ-(1) → Υ2 +2 και
το κατιόν υφίσταται μείωση, κερδίζοντας ηλεκτρόνια και σχηματίζοντας μια απλή (μεταλλική) ουσία, σύμφωνα με την παρακάτω εξίσωση:
Χ+(1) + και → X(μικρό)
Δεδομένου ότι ο αριθμός των ηλεκτρονίων στην οξείδωση πρέπει να ισούται με τον αριθμό των ηλεκτρονίων στην αναγωγή, πρέπει να πολλαπλασιάσουμε την παραπάνω εξίσωση με 2, με αποτέλεσμα:
2 Χ+(1) + 2 και → 2 X(μικρό)
Η παγκόσμια εξίσωση που αντιπροσωπεύει το πύρινη ηλεκτρόλυση είναι χτισμένο από το άθροισμα των εξισώσεων σύντηξης, οξείδωση και αναγωγή, εξαλείφοντας όλα τα στοιχεία που επαναλαμβάνονται στο αντιδραστήριο της μιας εξίσωσης και στο προϊόν της άλλης.
Fusion: 2 XY(μικρό) → 2Χ+(1) + 2Υ-(1)
Η εξίσωση σύντηξης πολλαπλασιάστηκε με 2 για να ισούται με την ποσότητα των ιόντων σε σχέση με τις εξισώσεις οξείδωσης και αναγωγής.
Fusion: 2 XY(μικρό) → 2Χ+(1) + 2Υ-(1)
Οξείδωση: 2 Y-(1) → Υ2 +2 και
Μείωση: 2Χ+(1) + 2 και → 2 X(μικρό)
Παγκόσμιο ηλεκτρόλυση: 2 XY(μικρό) → Υ2 + 2 Χ(μικρό)
Δείτε το βήμα προς βήμα πύρινη ηλεκτρόλυση με μερικά παραδείγματα:
1ο Παράδειγμα: Πυριτική ηλεκτρόλυση χλωριούχου νατρίου (NaCl)
1ο βήμα: Σύντηξη χλωριούχου νατρίου με θέρμανση του αλατιού.
NaCl(μικρό) → Σε+(1) + Cl-(1)
2ο στάδιο: Οξείδωση του κατιόντος χλωριδίου (Cl-).
Κλ-(1) → Cl2 (ζ) +2 και
Σημειώστε ότι απελευθερώνονται 2 γραμμομόρια ηλεκτρονίων, επειδή χρειάζονται 2 γραμμομόρια χλωριούχου ανιόντος για το σχηματισμό μοριακού χλωρίου (Cl2). Υπό αυτήν την έννοια, η εξίσωση μπορεί να γραφτεί:
2 Cl-(1) → Cl2 (ζ) +2 και
3ο στάδιο: Μείωση κατιόντος νατρίου (Na+).
Στο+(1) + και → In(μικρό)
Μην σταματάς τώρα... Υπάρχουν περισσότερα μετά τη διαφήμιση;)
Δεδομένου ότι ο αριθμός των ηλεκτρονίων στην οξείδωση πρέπει να ισούται με τον αριθμό των ηλεκτρονίων στην αναγωγή, πρέπει να πολλαπλασιάσουμε την παραπάνω εξίσωση με 2, με αποτέλεσμα:
2 σε+(1) + 2 και → 2 ίντσες(μικρό)
4ο στάδιο: Ξαναγράψτε την εξίσωση σύντηξης.
Καθώς ο αριθμός των κατιόντων και των ανιόντων έχει αλλάξει, πρέπει να πολλαπλασιάσουμε την εξίσωση που αποκτήθηκε στο 1ο βήμα με 2.
2 NaCl(μικρό) → 2 ίντσες+(1) + 2 Cl-(1)
5ο στάδιο: Συνέλευση της παγκόσμιας εξίσωσης του πύρινη ηλεκτρόλυση.
2 NaCl(μικρό) → 2 ίντσες+(1) + 2 Cl-(1)
2 Cl-(1) → Cl2 (ζ) +2 και
2 σε+(1) + 2 και → 2 ίντσες(μικρό)
Για τη συναρμολόγηση αυτής της καθολικής εξίσωσης, απλώς εξαλείψτε το στοιχείο που εμφανίζεται στο αντιδραστήριο ενός βήματος και το προϊόν ενός άλλου, όπως στην περίπτωση του Na+, Cl- και ηλεκτρόνια. Έτσι, η παγκόσμια εξίσωση θα είναι:
2 NaCl(μικρό) → Cl2 (ζ) + 2 ίντσες(μικρό)
2ο Παράδειγμα: Igneous Ηλεκτρόλυση Βρωμιούχου Αλουμινίου (AlBr3)
1ο βήμα: Σύντηξη χλωριούχου νατρίου από θέρμανση αλατιού
Αλμπρ3 (α) → Αλ+3(1) + 3Br-(1)
Όπως στον τύπο αλατιού, υπάρχουν τρία άτομα βρωμίου (Br), έτσι απελευθερώνονται 3 moles του ανιόντος βρωμιδίου (Br)-).
2ο στάδιο: Οξείδωση κατιόντων βρωμιδίου (Br-).
3Βρ-(1) → br2 (1) +3 και
Σε αυτή τη διαδικασία, απελευθερώνονται 2 γραμμομόρια ηλεκτρονίων, επειδή χρειάζονται 2 γραμμομόρια ανιόντων βρωμιδίου για το σχηματισμό μοριακού βρωμίου (Br2). Έτσι, για να ισούται ο αριθμός γραμμομορίων βρωμίου, πρέπει να χρησιμοποιήσουμε τον συντελεστή 3/2 για την ένωση Br2:
3Βρ-(1) → 3/2 Br2 (1) +3 και
3ο στάδιο: Μείωση κατιόντος αλουμινίου (Al+3).
Αλ+3(1) + 3 και → Al(μικρό)
Δεδομένου ότι ο αριθμός των ηλεκτρονίων στην οξείδωση πρέπει να ισούται με τον αριθμό των ηλεκτρονίων στην αναγωγή, πρέπει να πολλαπλασιάσουμε την παραπάνω εξίσωση με 2, με αποτέλεσμα:
2 Αλ+3(1) + 6 και → 2 Al(μικρό)
4ο στάδιο: Διόρθωση εξίσωσης βρωμιδίου.
Όπως στην εξίσωση αλουμινίου, χρησιμοποιούνται έξι ηλεκτρόνια, έτσι στην εξίσωση βρωμιδίου, πρέπει επίσης να υπάρχουν έξι ηλεκτρόνια. Για να το κάνουμε αυτό, πρέπει να πολλαπλασιάσουμε την εξίσωση με 2, με αποτέλεσμα:
6 Br-(1) → 3 Br2 (1) + 6 και
5ο στάδιο: Συναρμολόγηση της παγκόσμιας εξίσωσης πύρινης ηλεκτρόλυσης.
2 AlBr3 (α) → 2 Al+3(1) + 6 Br-(1)
6 Br-(1) → 3 Br2 (1) + 6 και
2 Αλ+3(1) + 6 και → 2 Al(μικρό)
Για τη συναρμολόγηση αυτής της καθολικής εξίσωσης, απλώς εξαλείψτε το στοιχείο που εμφανίζεται στο αντιδραστήριο ενός βήματος και το προϊόν ενός άλλου, όπως στην περίπτωση του Al+3, αδερφέ- και ηλεκτρόνια. Έτσι, η παγκόσμια εξίσωση θα είναι:
2 AlBr3 (α) → 3Br2 (1) + 2 Al(μικρό)
Από μένα. Diogo Lopes Dias
Θα θέλατε να αναφέρετε αυτό το κείμενο σε σχολείο ή ακαδημαϊκό έργο; Κοίτα:
DAYS, Diogo Lopes. "Τι είναι η πυριτική ηλεκτρόλυση;"; Σχολείο της Βραζιλίας. Διαθέσιμο σε: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-eletrolise-ignea.htm. Πρόσβαση στις 27 Ιουνίου 2021.
