אלקטרוליזה דלקתית היא תופעה כימית בה א סריג יוני כל אחד (מלח או בסיס, למשל), לאחר שעבר תהליך היתוך (מעבר ממצב מוצק למצב נוזל), נתון לזרם חשמלי חיצוני, המוביל לייצור שני חומרים חדשים כִּימִי.
כאשר המלח עובר את תהליך ההיתוך, הוא עובר את מה שמכונה דיסוציאציה יוני, שבו הוא משחרר קטיון ואניון, כמו במשוואה המיוצגת להלן:
XY(ים) → X+(1) + Y-(1)
לאחר היתוך, כאשר זרם חשמלי עובר במדיום זה, היונים המשתחררים משוחררים, כמתואר להלן.
האניון עובר חמצון, איבוד אלקטרונים ויוצר חומר פשוט, כפי שמוצג במשוואה למטה:
י-(1) → Y2 + 2 ו
בתהליך זה משתחררים 2 מול אלקטרונים מכיוון שיש צורך ב -2 mol של אניון Y- כדי ליצור את Y המולקולרי (בדרך כלל עם אטומיות 2, Y2). אז ניתן לכתוב את המשוואה שלך באופן הבא:
2 י-(1) → Y2 + 2 ו
הקטיון עובר צמצום, השגת אלקטרונים ויוצר חומר פשוט (מתכתי), על פי המשוואה להלן:
איקס+(1) + ו- → X(ים)
מכיוון שמספר האלקטרונים בחמצון חייב להיות שווה למספר האלקטרונים בהפחתה, עלינו להכפיל את המשוואה הנ"ל ב- 2, מה שמביא:
2 X+(1) + 2 ו- → 2 X(ים)
המשוואה הגלובלית המייצגת את אלקטרוליזה דלקתית בנוי מסכום משוואות היתוך, חמצון והפחתה, ביטול כל הפריטים שחוזרים על עצמם במגיב של משוואה אחת ובתוצר של השנייה.
היתוך: 2 XY(ים) → 2X+(1) + 2Y-(1)
משוואת היתוך הוכפלה ב -2 כדי להיות שווה לכמות היונים ביחס למשוואות החמצון וההפחתה.
היתוך: 2 XY(ים) → 2X+(1) + 2Y-(1)
חמצון: 2 Y-(1) → Y2 + 2 ו
הפחתה: 2 X+(1) + 2 ו- → 2 X(ים)
גלובל של אלקטרוליזה: 2 XY(ים) → Y2 + 2 X(ים)
ראה שלב אחר שלב אלקטרוליזה דלקתית עם כמה דוגמאות:
דוגמה ראשונה: אלקטרוליזה דלקתית של נתרן כלורי (NaCl)
שלב ראשון: המסת נתרן כלורי על ידי חימום המלח.
NaCl(ים) → ב+(1) + קל-(1)
שלב שני: חמצון קטיון הכלוריד (Cl-).
קל-(1) → קל2 (גרם) + 2 ו
שים לב כי 2 שומות אלקטרונים משתחררים מכיוון שיש צורך ב -2 שומות של אניון כלוריד ליצירת כלור מולקולרי (Cl2). במובן זה ניתן לכתוב את המשוואה:
2 קל-(1) → קל2 (גרם) + 2 ו
שלב שלישי: הפחתת קטיון הנתרן (Na+).
בְּ+(1) + ו- → ב(ים)
מכיוון שמספר האלקטרונים בחמצון חייב להיות שווה למספר האלקטרונים בהפחתה, עלינו להכפיל את המשוואה הנ"ל ב- 2, מה שמביא:
2 ב+(1) + 2 ו- → 2 אינץ '(ים)
שלב רביעי: שכתוב משוואת היתוך.
מכיוון שמספר הקטיונים והאניונים השתנה, עלינו להכפיל את המשוואה המתקבלת בשלב הראשון ב -2.
2 NaCl(ים) → 2 ב+(1) + 2 קל-(1)
שלב 5: הרכבה של המשוואה הגלובלית של אלקטרוליזה דלקתית.
2 NaCl(ים) → 2 ב+(1) + 2 קל-(1)
2 קל-(1) → קל2 (גרם) + 2 ו
2 ב+(1) + 2 ו- → 2 אינץ '(ים)
כדי להרכיב משוואה גלובלית זו, פשוט חסל את הפריט המופיע בתגובה של שלב אחד ואת תוצר של אחר, כמו במקרה של Na+, קל- ואלקטרונים. אז המשוואה הגלובלית תהיה:
2 NaCl(ים) → קל2 (גרם) + 2 פנימה(ים)
דוגמה שנייה: אלקטרוליזה דלקתית של ברומיד אלומיניום (AlBr3)
שלב ראשון: המסת נתרן כלורי ממלח חימום.
אלבר3 (ים) → אל+3(1) + 3 בר-(1)
כמו בנוסחת המלח, ישנם שלושה אטומי ברום (Br), ולכן משתחררים 3 שומות של אניון הברומיד (Br)-).
שלב שני: חמצון קטיון ברומיד (Br-).
3 בר-(1) → br2 (1) + 3 ו
בתהליך זה משתחררים 2 מול אלקטרונים מכיוון שיש צורך ב -2 מול אניון ברומיד ליצירת ברום מולקולרי (Br2). לפיכך, כדי להשתוות למספר שומות הברום, עלינו להשתמש במקדם 3/2 עבור התרכובת Br2:
3 בר-(1) → 3/2 בר2 (1) + 3 ו
שלב שלישי: הפחתת קטיון אלומיניום (אל+3).
אל+3(1) + 3 ו- → אל(ים)
מכיוון שמספר האלקטרונים בחמצון חייב להיות שווה למספר האלקטרונים בהפחתה, עלינו להכפיל את המשוואה הנ"ל ב- 2, וכתוצאה מכך:
2 אל+3(1) + 6 ו- → 2 אל(ים)
שלב רביעי: תיקון משוואת ברומיד.
כמו במשוואת האלומיניום, משתמשים בשישה אלקטרונים, ולכן במשוואת הברומיד, חייבים להיות גם שישה אלקטרונים. לשם כך עלינו להכפיל את המשוואה ב -2, מה שמביא:
6 בר-(1) → 3 בר2 (1) + 6 ו
שלב 5: הרכבה של משוואת האלקטרוליזה הגלגולית.
2 אלבר3 (ים) → 2 אל+3(1) + 6 בר-(1)
6 בר-(1) → 3 בר2 (1) + 6 ו
2 אל+3(1) + 6 ו- → 2 אל(ים)
כדי להרכיב משוואה גלובלית זו, פשוט חסל את הפריט המופיע בתגובה של שלב אחד ואת תוצר של אחר, כמו במקרה של אל+3, br- ואלקטרונים. אז המשוואה הגלובלית תהיה:
2 אלבר3 (ים) → 3 בר2 (1) + 2 אל(ים)
על ידי. דיוגו לופס דיאס
מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-eletrolise-ignea.htm
