Elektrolüüs see on mittespontaanne protsess, see ei toimu looduslikult, mille käigus ained moodustuvad elektrilahenduse abil vees sulanud või lahustunud ühendites. Selles protsessis jõuab elektrivool klaasanumasse (elektrolüütiline paak), millel on kaks inertset elektroodi (mis ei kannata ega oksüdeerumine ega ka vähendamine), mis on moodustatud grafiidist või plaatinast. Need elektroodid on ühendatud elektriallikaga (tavaliselt a trummid) ja kastetud sulatatud või vees lahustatud soola või alusesse. Täpselt nagu aku, elektrolüüsil on katood (kus toimub reduktsioon) ja anood (kus toimub oksüdeerumine).
Kokkuvõte
Elektrolüüs on mittespontaanne protsess;
Võib moodustada lihtsaid või liitühendeid;
See võib ilmneda sulanud lahustunud ainega (tardelektrolüüs);
See võib esineda vees lahustatud lahustunud aine korral (elektrolüüs vesilahuses);
Katoodis toimub katoodis alati reduktsioon;
Anioon läbib anoodis alati oksüdatsiooni.
Vaadake ka:Alumiiniumi saamine elektrolüüsist
Elektrolüüsi tüübid
See on elektrolüüs, mis toimub siis, kui sulatatud ioonühendil viiakse läbi elektrilahendus. Iooniline ühend on selline, mis on moodustatud ioonse sideme abil, näiteks a sool või a alus anorgaaniline. Kui räägime sulatatud ühendist, siis omakorda viidame ühendile, mis läheb tahkest olekust vedelasse olekusse.
- tardelektrolüüsi näide
Kui teostame kaaliumkloriidi (KCl) liitmise, läbib see sool dissotsieerumisprotsessi, vabastades kaaliumkatiooni (K+) ja jodiidi anioon (l-).
Kaaliumkloriidi dissotsiatsioonivõrrand
Kui elektrivool nende ioonidega jõuab elektrolüütilisse rakku, redutseeritakse kaaliumkatioon, moodustades metallkaaliumi (K) ja jodiidanioon oksüdeerub, moodustades tahke joodi (I2).
Tahke kaaliumi moodustumise võrrand
Tahke joodi moodustumise võrrand
See on elektrolüüs, mis toimub siis, kui elektrilahendus viiakse läbi soolal või anorgaanilisel alusel moodustunud vesilahusele (sisaldab vett).
- vesilahuse elektrolüüsi näide
Kui lahustame naatriumkloriidi vees, see dissotsieerub ja vesi ioniseerub:
Veeioniseerimise ja naatriumkloriidi dissotsiatsiooni võrrandid
Naatriumkatioonina (Na+) kuulub IA perekonda, hüdrooniumkatioon (H+) läbib heite ja läbib redutseerimise, moodustades gaasilise vesiniku (H2).
Vesinikgaaside moodustumise võrrand
Kloriidina (Cl-) ei ole hapnikuga (ei sisalda hapnikku) ega ole fluoriid (F-), see eraldub, oksüdeerides ja moodustades kloorgaasi (Cl2).
Kloorgaaside moodustumise võrrand
Valikuline ioonlahendus
Elektrolüüsiprotsessi käigus veekeskkonnas (vee ja soluudi moodustunud lahus) on meil alati kaks katiooni: veest hüdroonium ja mis tahes muu soola dissotsiatsioon (näide soluutist). Meil on ka kaks aniooni: hüdroksüül, mis tuleb veest, ja teine, mis pärineb soolast.
Ioonid vee ionisatsioonist ja soola dissotsiatsioonist
- katioonide ja anioonide valikuline väljalaskmine
Kui soluudi katioon kuulub IA, IIA või IIIA perekonda, siis hüdroonium (H+) vähendatakse;
Kui soluudist pärinev katioon ei kuulu ülalnimetatud perekondadesse, kannatab see vähenemise all.
Kui soluudi aniooni koostises on hapnik või see on fluoriid (F-), hüdroksiid (OH-) oksüdeerub;
-
Kui soluudi anioonil ei ole ülaltoodud omadusi, siis see oksüdeerub.
Ärge lõpetage kohe... Peale reklaami on veel;)
On teada, et vesi on võimeline iseioniseeruma, tekitades hüdrooniumioone (H+) ja hüdroksiid (OH-), kuid see ionisatsioon on üsna piiratud. Seda fakti tõendab puhta vee ebaefektiivsus elektrivoolu juhtimisel.
Nagu näiteks elektrolüüs hõlmab elektrilahendust, vee elektrolüüsi läbiviimiseks on vaja lahustunud aine lahustada mis soosib hüdrooniumi ja hüdroksiidi valikulist väljalaskmist (nagu on näha heite teemas valikuline).
Kui lisame naatriumsulfaadi (Na2AINULT4), näiteks on meil naatriumkatioonid keskel (Na+) ja hüdroonium (H+), samuti hüdroksiidanioonid (OH-) ja sulfaat (SO4-2). Seega, kui elektrivool jõuab elektrolüütepaaki:
hüdroonium eraldub, redutseerides, kuna naatrium kuulub IA perekonda;
Vesinikgaaside moodustumise võrrand
hüdroksiid läbib oksüdeerumise, kuna sulfaadi koostises on hapnik.
Hapnikugaaside moodustumise võrrand
Kui veest tulnud kaks iooni (katioon ja anioon) tühjendati, ütleme, et vee elektrolüüs toimus.
Vaadake ka: Elektrolüüsi kvantitatiivsed aspektid
Lihtsate ainete, näiteks gaasilise vesiniku (H2), hapnikugaas (O2) jne.;
Liitühendite, näiteks naatriumhüdroksiidi (NaOH), väävelhappe (H2AINULT4) jne;
Osa katmine kindla metalliga, nagu vask (vask) ja kuld (kullatud);
Kasutage teatud metallide eemaldamiseks oma maagist.
Lahendatud harjutused elektrolüüsil
Näide 1 - (Vunesp) CuCℓ vesilahus2 elektrolüüsitakse plaatinaelektroodide abil. Õige lause on:
a) katoodil toimub Cu iooni reduktsioon2+.
b) Cu ioonide oksüdatsioon toimub anoodil2+.
c) Katoodi juures tekib gaas kloor.
d) Osa plaatinaanoodist lahustub, moodustades Pt2+.
e) Selle elektrolüüsi saadused oleksid erinevad, kui CuCl elektrolüüs2 oli tuline (fusion).
a) Õige. Kui CuCl2 on vees lahustunud, on meil hüdrooniumkatioonid (H+) ja vask II (Cu+2). Kuna vask II katioon ei kuulu IA, IIA ja IIIA perekondadesse, on see redutseeritud.
b) Vale, kuna kloriidanioon (Cl) oksüdeeritakse anoodi juures-), mille koostises pole hapnikku ja mis ei ole fluoriid (F-).
c) Vale, kuna vask II katiooni redutseerimine toimub katoodi juures, seega tekib vaskmetall.
d) Vale, kuna elektrolüüsil olevad plaatina- või grafiitelektroodid juhivad ainult elektrit, ei osale nad protsessis.
e) Vale nagu vasekloriidi II tardelektrolüüs (CuCl2) esitaks täpselt samu saadusi kui vesilahus, kuna ioonideks oleks vask II (Cu+2) ja kloriid (Cl-1).
Näide 2 (UFRN). Võtke arvesse järgmisi süsteeme:
Mina Sulatatud naatriumkloriid;
II. Naatriumkloriidi vesilahus;
III. Sulatatud naatriumhüdroksiid;
IV. Naatriumhüdroksiidi vesilahus.
Need, mis võivad elektrolüüsil naatriumi anda, on:
a) ainult I ja II.
b) ainult I ja III.
c) ainult II ja IV.
d) ainult III ja IV.
e) I, II, III ja IV.
Katoodina metallnaatriumi tootvad süsteemid on I ja III.
I - ainus söötmes olev katioon on naatriumkatioon, seetõttu saab ainult see redutseerida, moodustades metallilise naatriumi.
II- See süsteem ei anna metalliline naatrium, kuna naatriumkloriid lahustati vees, seetõttu on keskel naatriumioonkatioonid (Na+) ja hüdroonium (H+) - see kannatab reduktsiooni, kuna naatrium kuulub IA perekonda.
III - ainus söötmes olev katioon on naatriumkatioon (kuna materjal on sulandunud), seetõttu redutseerub ainult see, moodustades metallilise naatriumi;
IV- See süsteem ei paku metalliline naatrium, kuna naatriumhüdroksiid lahustati vees, nii et keskel on naatriumioonkatioonid (Na+) ja hüdroonium (H+) - see kannatab reduktsiooni, kuna naatrium kuulub IA perekonda.
Minu poolt. Diogo Lopes Dias
