¿Qué es la electrólisis ígnea?

electrólisis ígnea es un fenómeno químico en el que un compuesto iónico cualquier (sal o base, por ejemplo), después de someterse al proceso de fusión (cambio de estado sólido a estado líquido), se somete a una corriente eléctrica externa, lo que conduce a la producción de dos nuevas sustancias químico.

Cuando la sal se somete al proceso de fusión, se somete al llamado disociación iónico, en el que libera un catión y un anión, como en la ecuación que se muestra a continuación:

XY_(s) → X⁺₍₁₎ + Y^-₍₁₎

Después de la fusión, cuando la corriente eléctrica pasa a través de este medio, los iones liberados se descargan, como se describe a continuación.

• el anion sufre oxidación, perdiendo electrones y formando una sustancia simple, como se representa en la siguiente ecuación:

Y^-₍₁₎ → Y₂ + 2 y

En este proceso, se liberan 2 moles de electrones, porque se necesitan 2 moles de anión Y^- para formar la Y molecular (generalmente con atomicidad 2, Y₂). Entonces, su ecuación se puede escribir de la siguiente manera:

2 años^-₍₁₎ → Y₂ + 2 y

• el catión sufre reducción, ganando electrones y formando una sustancia simple (metálica), de acuerdo con la siguiente ecuación:

X⁺₍₁₎ + y → X_(s)

Dado que el número de electrones en la oxidación debe ser igual al número de electrones en la reducción, debemos multiplicar la ecuación anterior por 2, lo que da como resultado:

2 X⁺₍₁₎ + 2 y → 2 X_(s)

La ecuación global que representa la electrólisis ígnea se construye a partir de la suma de las ecuaciones de fusión, oxidación y reducción, eliminando todos los elementos que se repiten en el reactivo de una ecuación y en el producto de la otra.

Fusión: 2 XY_(s) → 2X⁺₍₁₎ + 2Y^-₍₁₎

La ecuación de fusión se multiplicó por 2 para igualar la cantidad de iones con respecto a las ecuaciones de oxidación y reducción.

Fusión: 2 XY_(s) → 2X⁺₍₁₎ + 2Y^-₍₁₎

Oxidación: 2 Y^-₍₁₎ → Y₂ + 2 y

Reducción: 2 X⁺₍₁₎ + 2 y → 2 X_(s)

Global de electrólisis: 2 XY_(s) → Y₂ + 2 X_(s)

Ver el paso a paso electrólisis ígnea con algunos ejemplos:

1er Ejemplo: electrólisis ígnea de cloruro de sodio (NaCl)

1er paso: Derretir el cloruro de sodio calentando la sal.

NaCl_(s) → En⁺₍₁₎ + Cl^-₍₁₎

2da etapa: Oxidación del catión cloruro (Cl^-).

Cl^-₍₁₎ → Cl_{2 (g)} + 2 y

Tenga en cuenta que se liberan 2 moles de electrones, porque se necesitan 2 moles de anión cloruro para formar cloro molecular (Cl₂). En este sentido, la ecuación se puede escribir:

2 cl^-₍₁₎ → Cl_{2 (g)} + 2 y

3ra etapa: Reducción del catión sodio (Na⁺).

A⁺₍₁₎ + y → En_(s)

Dado que el número de electrones en la oxidación debe ser igual al número de electrones en la reducción, debemos multiplicar la ecuación anterior por 2, lo que da como resultado:

2 en⁺₍₁₎ + 2 y → 2 en_(s)

4ta etapa: Reescribe la ecuación de fusión.

Como el número de catión y anión ha cambiado, debemos multiplicar la ecuación obtenida en el 1er paso por 2.

2 NaCl_(s) → 2 en⁺₍₁₎ + 2 Cl^-₍₁₎

5ta etapa: Ensamblaje de la ecuación global de la electrólisis ígnea.

2 NaCl_(s) → 2 en⁺₍₁₎ + 2 Cl^-₍₁₎

2 cl^-₍₁₎ → Cl_{2 (g)} + 2 y

2 en⁺₍₁₎ + 2 y → 2 en_(s)

Para armar esta ecuación global, basta con eliminar el elemento que aparece en el reactivo de un paso y el producto de otro, como en el caso del Na⁺, Cl^- y electrones. Entonces, la ecuación global será:

2 NaCl_(s) → Cl_{2 (g)} + 2 adentro_(s)

Segundo ejemplo: electrólisis ígnea de bromuro de aluminio (AlBr₃)

1er paso: Fusión de cloruro de sodio por calentamiento de sal.

AlBr_{3 (s)} → Al⁺³₍₁₎ + 3Br^-₍₁₎

Como en la fórmula de la sal, hay tres átomos de bromo (Br), por lo que se liberan 3 moles del anión bromuro (Br)^-).

2da etapa: Oxidación de catión bromuro (Br^-).

3Br^-₍₁₎ → br_{2 (1)} + 3 y

En este proceso, se liberan 2 moles de electrones, porque se necesitan 2 moles de anión bromuro para formar bromo molecular (Br₂). Entonces, para igualar el número de moles de bromo, debemos usar el coeficiente 3/2 para el compuesto Br₂:

3Br^-₍₁₎ → 3/2 Hab_{2 (1)} + 3 y

3ra etapa: Reducción de catión de aluminio (Al⁺³).

Alabama⁺³₍₁₎ + 3 y → Al_(s)

Dado que el número de electrones en la oxidación debe ser igual al número de electrones en la reducción, debemos multiplicar la ecuación anterior por 2, lo que da como resultado:

2 Al⁺³₍₁₎ + 6 y → 2 Al_(s)

4ta etapa: Corrección de la ecuación de bromuro.

Al igual que en la ecuación del aluminio, se utilizan seis electrones, por lo que en la ecuación del bromuro también debe haber seis electrones. Para hacer esto, debemos multiplicar la ecuación por 2, lo que da como resultado:

6 hab^-₍₁₎ → 3 Hab_{2 (1)} + 6 y

5ta etapa: Ensamblaje de la ecuación global de electrólisis ígnea.

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

6 hab^-₍₁₎ → 3 Hab_{2 (1)} + 6 y

2 Al⁺³₍₁₎ + 6 y → 2 Al_(s)

Para armar esta ecuación global, basta con eliminar el elemento que aparece en el reactivo de un paso y el producto de otro, como en el caso de Al⁺³, br^- y electrones. Entonces, la ecuación global será:

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

Por mí. Diogo Lopes Dias

Fuente: Escuela Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-eletrolise-ignea.htm