Elektrolisis berair: apa, bagaimana, latihan

ITU elektrolisis air aku s reaksi redoks tidak spontan yang terjadi dengan berlalunya arus listrik melalui solusi dari ion larut dalam air. Untuk memahaminya dengan baik, penting untuk mengetahui apa itu elektrolisis itu sendiri. Mengikuti!

Lihat juga: Apa itu elektrolisis beku??

Apa itu elektrolisis dan untuk apa?

Elektrolisa adalah nama yang diberikan untuk reaksi redoks kimia yang terjadi yang disebabkan oleh aliran arus listrik. Reaksi ini dapat terjadi dalam dua cara: a elektrolisis beku dan elektrolisis dalam larutan ionik berair. Yang terakhir menarik bagi kita dalam teks ini.

Dalam kedua jenis elektrolisis ada ion, perbedaan adalah bahwa, pada tipe pertama, senyawa ionik adalah Pemeran dan tidak memiliki air dalam prosesnya, dan yang kedua, seperti namanya, senyawa ioniknya adalah larut dalam air.

Elektrolisis adalah proses kimia yang digunakan untuk memperoleh dari unsur kimia (Suka logam, hidrogen, berilium, klorin, antara lain), untuk proses galvanisasi, seperti pelapisan krom dan pelapisan nikel, dan juga untuk

pemurnian logam elektrolitik. Jika Anda penasaran dengan topik ini, baca teks kami: Konsep elektrolisis.

Proses galvanisasi struktur logam dalam bak seng.

Elektrolisis berair

Dalam elektrolisis berair, kami memiliki senyawa ionik yang dilarutkan dalam air, dan yang satu ini, dengan disosiasi atau ionisasi, melepaskan ion-ionnya ke dalam larutan, memungkinkan lewatnya arus listrik. Selain ion yang dilepaskan oleh senyawa ionik, kita harus memperhitungkan ion dari autoionisasi air:

H₂O → H⁺ + OH^-

Karena ada kebutuhan arus listrik untuk elektrolisis terjadi, maka kita katakan bahwa itu adalah proses yang tidak spontan. yang terjadi persis pada bertentangan dengan proses yang terlihat di tumpukan, yang, pada gilirannya, mengubah energi kimia yang berasal dari reaksi, menjadi produksi energi listrik.

Bagaimana elektrolisis air terjadi?

Seperti yang telah dikatakan, selama elektrolisis berair, kita harus memperhitungkan ion turunan air dan ion yang berasal dari senyawa terlarut. Lihat contoh disosiasi natrium klorida:

NaCl_(sini) → Dalam⁺_(sini) + Cl^-_(sini)

Jadi larutan memiliki dua kation (H⁺ dan terus⁺) dan dua anion (OH^- dan Cl^-). Namun, hanya satu kation dan satu anion yang akan mengalami oksidasi-reduksi oleh pelepasan listrik. Untuk mengidentifikasi mana dari keduanya yang akan terpengaruh, kami memiliki antrian prioritas, diwakili di bawah ini, dalam urutan menaik:

- Kation: Logam dari famili 1,2 dan 13 < H⁺

- anion: Oksigen dan anion F^- < OH^- < anion tidak teroksigenasi

Jadi, untuk contoh elektrolisis dalam larutan berair dari natrium klorida, kita memiliki ion H H⁺ dan Cl^- akan mengalami pelepasan muatan listrik. Sekarang, kita akan melakukan menganalisa dari apa yang terjadi di masing-masing kutub:

• Katoda dan anoda

Pada katoda, kutub negatif sel elektrolisis, elektron mencapai elektroda dan di sinilah kation yang ada dalam larutan bermigrasi. Oleh karena itu, disinilah terjadi pelepasan kation H.⁺ dan reduksinya, menurut persamaan berikut:

2 jam⁺ + 2e → H_{2 (g)}

Di anoda, kutub positif sel elektrolit, kation yang ada dalam larutan Melepaskan dan kehilangan elektronnya. Karena memiliki prioritas mengunduh daripada OH^-, Cl^- bermigrasi ke anoda, di mana ia mengalami oksidasi menurut persamaan berikut:

2Cl^-_(sini) → 2e + Cl_{2 (g)}

Kita dapat menulis persamaan umum dari proses elektrolisis menjumlahkan reaksi setiap langkah dari proses: disosiasi; ionisasi diri air; reduksi kation; dan oksidasi anion.

NaCl_(sini) → Dalam⁺_(sini) + Cl^-_(sini)

H₂O → H⁺ + OH^-

2 jam⁺ + 2e → H_{2 (g)}

2Cl^-_(sini) → 2e + Cl_{2 (g)}

Menyeimbangkan persamaan dan menghilangkan item yang diulang dalam reaktan dan produk, kami memiliki:

2NaCl_(sini) + 2H₂HAI_(cair.) → 2Na⁺_(sini) + 2OH^-_(sini) + H_{2 (g)} + Cl_{2 (g)}

Menganalisis persamaan global, kita masih memiliki ion Na dalam larutan.⁺_(sini) dan oh^-_(sini), membentuk soda kaustik (NaOH), salah satu produk reaksi, selain gas hidrogen, terbentuk di katoda, dan gas klorin, terbentuk di anoda.

Lihat juga:Aspek kuantitatif elektrolisis

latihan yang diselesaikan

Pertanyaan 01 (UEG) Galvanisasi adalah proses yang memungkinkan pemberian lapisan logam pada bagian tertentu. Ditampilkan di bawah ini adalah peralatan eksperimental, diatur untuk mengaktifkan pelapisan nikel kunci.

Dalam proses pelapisan kunci dengan nikel, reaksi X akan terjadi, diwakili oleh setengah-reaksi Y. Dalam hal ini, pasangan XY dapat diwakili oleh:

a) reduksi, Ni⁺ + 1e^– → Ni

b) reduksi, Ni(s) → Ni²⁺ + 2e^–

c) oksidasi, Ni²⁺ + 2e^– → Ni

d) oksidasi, Ni(s) → Ni²⁺ + 2e^–

e) reduksi, Ni²⁺ + 2e^– → Ni

Resolusi: huruf e". Ion-ion yang ada dalam larutan adalah: kation: Ni²⁺ dan H⁺; anion: SO₄^2- dan oh^-. Untuk kation, Ni²⁺ ia memiliki prioritas dalam debit dan, oleh karena itu, ia akan mengalami reduksi di katoda, menurut persamaan: Ni²⁺ + 2e^– → Ni(s).

Pertanyaan 02 (FMABC-SP) Pertimbangkan sistem berikut yang digunakan dalam pemurnian logam tembaga:

Dalam proses ini:

a) II mewakili katoda tempat terjadinya oksidasi.

b) II mewakili anoda tempat reduksi terjadi.

c) I mewakili katoda tempat terjadinya oksidasi.

d) I mewakili katoda di mana reduksi terjadi.

e) I mewakili anoda tempat terjadinya oksidasi.

Resolusi: huruf e". Dalam elektrolisis, elektroda yang dihubungkan dengan kutub positif generator disebut anoda, dan di dalamnya anion kehilangan elektron dan mengalami oksidasi, menurut persamaan: Cu⁰ → Cu²⁺ + 2e.

Pertanyaan 03 (Fatec-SP) Untuk mengkrom cincin baja, seorang siswa merakit sirkuit elektrolitik, yang ditunjukkan pada gambar berikut, menggunakan sumber arus searah.

Selama pengoperasian sirkuit, benar untuk menyatakan bahwa itu terjadi

a) pelepasan gas klorin pada anoda dan deposit logam kromium pada katoda.

b) pelepasan gas klorin pada katoda dan deposit logam kromium pada anoda.

c) pelepasan gas oksigen pada anoda dan deposit logam platina pada katoda.

d) pelepasan gas hidrogen di anoda dan korosi logam platina di katoda.

e) pelepasan gas hidrogen di katoda dan korosi logam baja di anoda.

Resolusi: Huruf a". Ion-ion yang ada dalam larutan adalah: kation: Cr³⁺ dan H⁺; anion: Cl^- dan oh^-. Untuk kation, Cr³⁺ ia memiliki prioritas di debit dan, oleh karena itu, ia akan mengalami reduksi di katoda, menurut persamaan: Cr³⁺ + 3e^– → Cr(s).

Untuk anion, Cl- lebih diprioritaskan pada pelepasannya dan, oleh karena itu, akan mengalami oksidasi di anoda, menurut persamaan: 2Cl^-_(sini) → 2e + Cl_{2 (g).}

Artinya, di anoda (bagian platinum) kita akan melepaskan gas klorin Cl_2, dan, di katoda (cincin baja), pengendapan kromium logam.

Oleh Victor Ferreira
guru kimia

Sumber: Sekolah Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/eletrolise-solucao-aquosa.htm