Što je magmatska elektroliza?

magmatska elektroliza je kemijski fenomen u kojem a ionski spoj bilo koja (na primjer sol ili baza), nakon procesa fuzije (promjena iz čvrstog stanja u stanje tekućina), podvrgava se vanjskoj električnoj struji, što dovodi do stvaranja dvije nove tvari kemijska.

Kada sol prolazi postupak fuzije, ona prolazi kroz tzv disocijacija ionski, u kojem oslobađa kation i anion, kao u jednadžbi prikazanoj dolje:

XY_(s) → X⁺₍₁₎ + Y^-₍₁₎

Nakon fuzije, kada električna struja prolazi kroz ovaj medij, oslobođeni ioni se prazne, kako je opisano u nastavku.

• anion prolazi kroz oksidaciju, gubi elektrone i stvara jednostavnu tvar, kako je prikazano u jednadžbi dolje:

Y^-₍₁₎ → Y₂ + 2 i

U tom se procesu oslobađaju 2 mola elektrona, jer su potrebna 2 mola aniona Y^- da tvori molekularni Y (obično s atomskošću 2, Y₂). Dakle, vašu jednadžbu možemo zapisati na sljedeći način:

2 god^-₍₁₎ → Y₂ + 2 i

• kation prolazi kroz redukciju dobivajući elektrone i formirajući jednostavnu (metalnu) tvar, u skladu s dolje navedenom jednadžbom:

x⁺₍₁₎ + i → X_(s)

Budući da broj elektrona u oksidaciji mora biti jednak broju elektrona u redukciji, gornju jednadžbu moramo pomnožiti s 2, što rezultira:

2 X⁺₍₁₎ + 2 i → 2 X_(s)

Globalna jednadžba koja predstavlja magmatska elektroliza gradi se od zbroja jednadžbi fuzije, oksidacija i redukcija, uklanjajući sve stavke koji se ponavljaju u reaktantu jedne jednadžbe i u produktu druge.

Fuzija: 2 XY_(s) → 2X⁺₍₁₎ + 2G^-₍₁₎

Jednadžba fuzije pomnožena je s 2 kako bi se izjednačila količina iona s obzirom na jednadžbe oksidacije i redukcije.

Fuzija: 2 XY_(s) → 2X⁺₍₁₎ + 2G^-₍₁₎

Oksidacija: 2 Y^-₍₁₎ → Y₂ + 2 i

Smanjenje: 2 X⁺₍₁₎ + 2 i → 2 X_(s)

Global elektrolize: 2 XY_(s) → Y₂ + 2 X_(s)

Pogledajte korak po korak magmatska elektroliza s nekoliko primjera:

1. primjer: magmatska elektroliza natrijevog klorida (NaCl)

1. korak: Topljenje natrijevog klorida zagrijavanjem soli.

NaCl_(s) → U⁺₍₁₎ + Kl^-₍₁₎

2. faza: Oksidacija kloridnog kationa (Cl^-).

Kl^-₍₁₎ → Kl_{2 (g)} + 2 i

Imajte na umu da se oslobađaju 2 mola elektrona, jer su potrebna 2 mola kloridnog aniona za stvaranje molekularnog klora (Cl₂). U tom smislu jednadžbu možemo napisati:

2 Kl^-₍₁₎ → Kl_{2 (g)} + 2 i

3. faza: Smanjenje natrijevog kationa (Na⁺).

Na⁺₍₁₎ + i → U_(s)

Budući da broj elektrona u oksidaciji mora biti jednak broju elektrona u redukciji, gornju jednadžbu moramo pomnožiti s 2, što rezultira:

2 u⁺₍₁₎ + 2 i → 2 In_(s)

4. faza: Prepiši jednadžbu fuzije.

Kako se broj kationa i aniona promijenio, jednadžbu dobivenu u 1. koraku moramo pomnožiti s 2.

2 NaCl_(s) → 2 u⁺₍₁₎ + 2 Kl^-₍₁₎

5. faza: Skupština globalne jednadžbe magmatska elektroliza.

2 NaCl_(s) → 2 u⁺₍₁₎ + 2 Kl^-₍₁₎

2 Kl^-₍₁₎ → Kl_{2 (g)} + 2 i

2 u⁺₍₁₎ + 2 i → 2 In_(s)

Da biste sastavili ovu globalnu jednadžbu, samo uklonite stavku koja se pojavljuje u reagensu jednog koraka i produktu drugog, kao u slučaju Na⁺, Cl^- i elektroni. Dakle, globalna jednadžba bit će:

2 NaCl_(s) → Kl_{2 (g)} + 2 inča_(s)

Drugi primjer: magmatska elektroliza aluminij-bromida (AlBr₃)

1. korak: Fuzija natrijevog klorida iz zagrijavanja soli.

AlBr₃ → Al⁺³₍₁₎ + 3Br^-₍₁₎

Kao i u formuli soli, postoje tri atoma broma (Br), pa se oslobađaju 3 mola bromid aniona (Br)^-).

2. faza: Oksidacija kationom bromida (Br^-).

3Br^-₍₁₎ → br_{2 (1)} + 3 i

U tom se procesu oslobađaju 2 mola elektrona, jer su potrebna 2 mola bromidnog aniona za stvaranje molekularnog broma (Br₂). Dakle, da bismo izjednačili broj molova broma, moramo upotrijebiti koeficijent 3/2 za spoj Br₂:

3Br^-₍₁₎ → 3/2 Br_{2 (1)} + 3 i

3. faza: Smanjenje kationa aluminija (Al⁺³).

Al⁺³₍₁₎ + 3 i → Al_(s)

Budući da broj elektrona u oksidaciji mora biti jednak broju elektrona u redukciji, gornju jednadžbu moramo pomnožiti s 2, što rezultira:

2 Al⁺³₍₁₎ + 6 i → 2 Al_(s)

4. faza: Korekcija jednadžbe bromida.

Kao što se u jednadžbi aluminija koristi šest elektrona, tako i u jednadžbi bromida mora postojati i šest elektrona. Da bismo to učinili, moramo pomnožiti jednadžbu s 2, što rezultira:

6 Br^-₍₁₎ → 3 Br_{2 (1)} + 6 i

5. faza: Sastav jednadžbe globalne magmatske elektrolize.

2 AlBr₃ → 2 Al⁺³₍₁₎ + 6 br^-₍₁₎

6 Br^-₍₁₎ → 3 Br_{2 (1)} + 6 i

2 Al⁺³₍₁₎ + 6 i → 2 Al_(s)

Da biste sastavili ovu globalnu jednadžbu, samo uklonite stavku koja se pojavljuje u reagensu jednog koraka i proizvodu drugog koraka, kao u slučaju Al⁺³, br^- i elektroni. Dakle, globalna jednadžba bit će:

2 AlBr₃ → 3Br_{2 (1)} + 2 Al_(s)

Ja, Diogo Lopes Dias

Izvor: Brazil škola - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-eletrolise-ignea.htm