Elektroliza je fizikalno-kemijski postupak koji koristi električnu energiju iz bilo kojeg izvora (kao što je baterija ili baterija) za prisiljavanje pojave kemijske reakcije da bi se proizvele jednostavne ili složene tvari koje se ne mogu naći u prirodi ili ih nema u velikim količinama.
Prikaz sklopa bilo kojeg sustava za elektrolizu
Tijekom elektrolize, kation prolazi na redukciji na katodi, a anion na oksidaciji na anodi. To se događa kroz električno pražnjenje koje osigurava vanjski izvor. Dakle, u elektrolizi imamo nespontanu reakciju oksidacije i redukcije.
Sada shvatite dva načina na koja se elektroliza događa:
U ovoj vrsti elektrolize koristimo a ionska tvar u tekućem stanju u elektrolitskoj posudi. Kada se ionska tvar (XY) podvrgne fuziji, ona prolazi kroz proces disocijacija, kako je predstavljeno u nastavku:
Zatim, kad je izvor napajanja uključen, kation (X+) kreće se prema katodi, a anioni (Y-) kretati se prema anodi. Time:
Na katodi: kationi primaju elektrone (oni se podvrgavaju redukciji) i transformiraju se u stabilnu tvar (X), postupak predstavljen sljedećom jednadžbom:
Na anodi: anioni gube elektrone (podvrgavaju se oksidaciji) i postaju stabilna tvar (X), postupak predstavljen sljedećom jednadžbom:
a) Primjer magmatske elektrolize
Kao primjer, slijedite sada magmatsku elektrolizu natrijev klorid (NaCl). Kada se natrijev klorid (NaCl) podvrgne fuziji, on prolazi kroz postupak disocijacije, kao što je prikazano dolje:
Zatim, kada je izvor napajanja uključen, kation (Na+) kreće se prema katodi, a anioni (Cl-) kretati se prema anodi. Time:
Na katodi: kationi u+ oni primaju elektrone (podvrgavaju se redukciji) i postaju stabilna tvar (Na, koji je čvrsti metal), proces predstavljen jednadžbom u nastavku:
Na anodi: anioni Cl- gube elektrone (podvrgavaju se oksidaciji) i postaju stabilna tvar (Cl2, koji je plinovit), postupak predstavljen jednadžbom u nastavku:
Shema koja prikazuje magmatsku elektrolizu NaCl
Dakle, u magmatskoj elektrolizi natrijevog klorida nastaje metalni natrij (Na) i plinoviti klor (Cl2).
U ovoj vrsti elektrolize koristimo ionsku tvar otopljenu u vodi, unutar elektrolitskog spremnika. Dakle, prije izvođenja elektrolize prvo pomiješamo supstancu (obično sol anorganski) u vodi da uzrokuje njezinu disocijaciju (oslobađanje kationa i aniona), kao što je prikazano dolje:
Ne zaustavljaj se sada... Ima još toga nakon oglašavanja;)
Razlika u odnosu na magmatsku elektrolizu je u tome što osim iona iz disocijacije imamo i ione iz samojonizacije vode. U svojoj samojonizaciji voda stvara hidronijev kation (H+) i hidroksid anion (OH-), kao u donjoj jednadžbi:
Dakle, unutar elektrolitske posude imamo dva kationa (jedan iz tvari ionski i jedan iz vode) i dva aniona (jedan iz ionske tvari, a drugi iz Voda).
Da bismo znali koji će se kation premjestiti na katodu, a koji anion na anodu, potrebno je znati redoslijed pražnjenja kationova i aniona.
Za katione:
Au> Pt> Hg> Ag> Cu> Ni> Cd> Pb> Fe> Zn> Mn> hidronij> IIIA obitelj> IIA obitelj> IA obitelj
za anione
Neoksigenirani anioni i HSO4 > hidroksid> oksigenirani anioni i F
Zatim, kad je izvor napajanja uključen, kation (X+) kreće se prema katodi, a jedan od aniona (Y-) kreće se prema anodi.
Na katodi: kationi primaju elektrone (oni se podvrgavaju redukciji) i transformiraju se u stabilnu tvar (X), proces predstavljen jednadžbom dolje:
Na anodi: anioni gube elektrone (podvrgavaju se oksidaciji) i pretvaraju se u stabilnu tvar (Y), postupak predstavljen jednadžbom dolje:
a) Primjer vodene elektrolize
Kao primjer koristit ćemo vodenu elektrolizu natrijevog klorida (NaCl). Kada se natrijev klorid (NaCl) otopi u vodi, on prolazi kroz postupak disocijacije, kao što je prikazano dolje:
Uz disocijaciju NaCl, imamo i samojonizaciju vode:
Dakle, imamo H katione+ i dalje+ i OH anioni- i Cl-. Zatim, kada je izvor napajanja uključen, imamo sljedeće:
na katodi: H kationi+ primaju elektrone (reducirane) i postaju stabilna tvar (H2, koji je plin). To je zato što hidronij ima prednost ispuštanja nad elementima obitelji IA (u ovom slučaju Na). Postupak je predstavljen jednadžbom u nastavku:
na anodi: Cl anioni- gube elektrone (podvrgavaju se oksidaciji) i postaju stabilna tvar (Cl2, koji je plinovit). To je zato što Cl- to je anoksificirani anion i ima prednost ispuštanja u odnosu na hidroksid, postupak predstavljen jednadžbom u nastavku:
Shema koja prikazuje vodenu elektrolizu NaCl
Dakle, u vodenoj elektrolizi natrijevog klorida imamo stvaranje plinovitog vodika (H2) i plinoviti klor (Cl2).
Ja, Diogo Lopes Dias
Kemija
Primjene elektrolize, galvanizacije, niklovanja, kromiranja, nikla, kroma, katode, natrija, aluminija, klora, kaustična soda, plinoviti vodik, magmatska elektroliza, vodena elektroliza, alkalni metali, zemnoalkalna zemlja, plin klor.
