elektrolisis beku adalah fenomena kimia di mana senyawa ionik apapun (garam atau basa, misalnya), setelah menjalani proses fusi (berubah dari solid state ke state cair), dikenai arus listrik eksternal, yang mengarah pada produksi dua zat baru bahan kimia.
Ketika garam mengalami proses fusi, ia mengalami apa yang disebut disosiasi ionik, di mana ia melepaskan kation dan anion, seperti dalam persamaan yang ditunjukkan di bawah ini:
XY(s) → X+(1) + Y-(1)
Setelah fusi, ketika arus listrik melewati media ini, ion yang dilepaskan dilepaskan, seperti yang dijelaskan di bawah ini.
anion mengalami oksidasi, kehilangan elektron dan membentuk zat sederhana, seperti yang direpresentasikan dalam persamaan di bawah ini:
kamu-(1) → Y2 + 2 dan
Dalam proses ini, 2 mol elektron dilepaskan, karena 2 mol anion Y diperlukan- untuk membentuk molekul Y (biasanya dengan atomisitas 2, Y2). Jadi, persamaan Anda dapat ditulis sebagai berikut:
2 tahun-(1) → Y2 + 2 dan
kation mengalami reduksi, memperoleh elektron dan membentuk zat sederhana (logam), menurut persamaan di bawah ini:
X+(1) + dan → X(s)
Karena jumlah elektron dalam oksidasi harus sama dengan jumlah elektron dalam reduksi, kita harus mengalikan persamaan di atas dengan 2, yang menghasilkan:
2 X+(1) + 2 dan → 2 X(s)
Persamaan global yang mewakili elektrolisis beku dibangun dari jumlah persamaan fusi, oksidasi dan reduksi, menghilangkan semua item yang diulang dalam reaktan dari satu persamaan dan produk yang lain.
Penggabungan: 2 XY(s) → 2X+(1) + 2Y-(1)
Persamaan fusi dikalikan dengan 2 untuk menyamakan jumlah ion terhadap persamaan oksidasi dan reduksi.
Penggabungan: 2 XY(s) → 2X+(1) + 2Y-(1)
Oksidasi: 2 Y-(1) → Y2 + 2 dan
Pengurangan: 2 X+(1) + 2 dan → 2 X(s)
Global elektrolisis: 2 XY(s) → Y2 + 2 X(s)
Lihat langkah demi langkah elektrolisis beku dengan beberapa contoh:
Contoh 1: Elektrolisis beku natrium klorida (NaCl)
langkah pertama: Mencairkan natrium klorida dengan memanaskan garam.
NaCl(s) → Dalam+(1) + Cl-(1)
tahap ke-2: Oksidasi kation klorida (Cl-).
Cl-(1) → Cl2 (g) + 2 dan
Perhatikan bahwa 2 mol elektron dilepaskan, karena 2 mol anion klorida diperlukan untuk membentuk molekul klorin (Cl2). Dalam pengertian ini, persamaan dapat ditulis:
2 Cl-(1) → Cl2 (g) + 2 dan
tahap 3: Reduksi kation natrium (Na+).
Di+(1) + dan → Dalam(s)
Karena jumlah elektron dalam oksidasi harus sama dengan jumlah elektron dalam reduksi, kita harus mengalikan persamaan di atas dengan 2, yang menghasilkan:
2 In+(1) + 2 dan → 2 In(s)
tahap ke-4: Tulis ulang persamaan fusi.
Karena jumlah kation dan anion telah berubah, kita harus mengalikan persamaan yang diperoleh pada langkah pertama dengan 2.
2 NaCl(s) → 2 In+(1) + 2 Cl-(1)
tahap ke-5: Perakitan persamaan global dari elektrolisis beku.
2 NaCl(s) → 2 In+(1) + 2 Cl-(1)
2 Cl-(1) → Cl2 (g) + 2 dan
2 In+(1) + 2 dan → 2 In(s)
Untuk merakit persamaan global ini, hilangkan saja item yang muncul dalam reagen dari satu langkah dan produk dari yang lain, seperti dalam kasus Na+, Cl- dan elektron. Jadi, persamaan globalnya menjadi:
2 NaCl(s) → Cl2 (g) + 2 In(s)
Contoh ke-2: Elektrolisis Beku Aluminium Bromida (AlBr3)
langkah pertama: Fusi natrium klorida dari pemanasan garam.
AlBr3(s) → Al+3(1) + 3Br-(1)
Seperti dalam rumus garam, ada tiga atom brom (Br), jadi 3 mol anion bromida (Br) dilepaskan-).
tahap ke-2: Oksidasi kation bromida (Br-).
3Br-(1) → br2(1) + 3 dan
Dalam proses ini, 2 mol elektron dilepaskan, karena 2 mol anion bromida diperlukan untuk membentuk molekul brom (Br2). Jadi, untuk menyamai jumlah mol brom, kita harus menggunakan koefisien 3/2 untuk senyawa Br2:
3Br-(1) → 3/2 Br2(1) + 3 dan
tahap 3: Reduksi kation aluminium (Al+3).
Al+3(1) + 3 dan → Al(s)
Karena jumlah elektron dalam oksidasi harus sama dengan jumlah elektron dalam reduksi, kita harus mengalikan persamaan di atas dengan 2, menghasilkan:
2 Al+3(1) + 6 dan → 2 Al(s)
tahap ke-4: Koreksi persamaan bromida.
Seperti dalam persamaan aluminium, enam elektron digunakan, jadi dalam persamaan bromida, juga harus ada enam elektron. Untuk melakukan ini, kita harus mengalikan persamaan dengan 2, yang menghasilkan:
6 Br-(1) → 3 Br2(1) + 6 dan
tahap ke-5: Perakitan persamaan elektrolisis beku global.
2 AlBr3(s) → 2 Al+3(1) + 6 Br-(1)
6 Br-(1) → 3 Br2(1) + 6 dan
2 Al+3(1) + 6 dan → 2 Al(s)
Untuk menyusun persamaan global ini, hilangkan saja item yang muncul dalam reagen satu langkah dan produk lainnya, seperti dalam kasus Al+3, br- dan elektron. Jadi, persamaan globalnya menjadi:
2 AlBr3(s) → 3Br2(1) + 2 Al(s)
Oleh Saya Diogo Lopes Dias
Sumber: Sekolah Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-eletrolise-ignea.htm
