電気分解とは何ですか?

電解 は、あらゆるソースからの電気エネルギーを使用する物理化学的プロセスです( 電池 またはバッテリー)化学反応の発生を強制して、自然界では見られない、または大量には見られない単純または複合物質を生成します。

電気分解システムのアセンブリの表現
電気分解システムのアセンブリの表現

電気分解中、陽イオンは陰極で還元され、陰イオンは陽極で酸化されます。 これは、外部ソースから提供される放電によって発生します。 したがって、電気分解では、非自発的な酸化および還元反応があります。

ここで、電気分解が発生する2つの方法を理解します。

このタイプの電気分解では、 イオン性物質 電解槽内の液体状態で。 イオン性物質(XY)が核融合するとき、それは次のプロセスを経ます。 解離、以下に示すように:

次に、電源をオンにすると、陽イオン(X+)陰極に向かって移動し、陰イオン(Y-)アノードに向かって移動します。 それによって:

カソードで: 陽イオンは電子を受け取り(還元され)、安定した物質(X)に変換されます。このプロセスは、次の式で表されます。

アノードで: 陰イオンは電子を失い(酸化を受け)、安定した物質(X)になります。このプロセスは、次の式で表されます。

a)火成電解の例

例として、火成岩の電気分解に従ってください。 塩化ナトリウム (NaCl)。 塩化ナトリウム(NaCl)が融合すると、以下に示すように解離プロセスが発生します。

そして、電源を入れると陽イオン(Na+)陰極に向かって移動し、陰イオン(Cl-)アノードに向かって移動します。 それによって:

カソードで: の陽イオン+ それらは電子を受け取り(還元され)、安定した物質(Na、固体金属)になります。このプロセスは次の式で表されます。

アノードで: 塩化物陰イオン- それらは電子を失い(酸化を受け)、安定した物質(Cl2、ガス状)、プロセスは次の式で表されます。

NaClの火成電気分解を示すスキーム
NaClの火成電気分解を示すスキーム

したがって、塩化ナトリウムの火成電気分解では、金属ナトリウム(Na)と塩素ガス(Cl)が生成されます。2).

このタイプの電解では、電解タンク内で水に溶解したイオン性物質を使用します。 したがって、電気分解を実行する前に、まず物質(通常は塩)を混合します 示されているように、水中でその解離(陽イオンと陰イオンの放出)を引き起こす無機) ベローズ:

火成電気分解との違いは、解離によるイオンに加えて、水の自己イオン化によるイオンもあることです。 その自己イオン化において、水はヒドロニウムカチオン(H+)および水酸化物アニオン(OH-)、次の式のように:

したがって、電解槽の内部には、2つの陽イオンが存在します(1つは物質からのものです) イオン性および1つは水から)および2つの陰イオン(1つはイオン性物質から、もう1つは 水)。

どの陽イオンが陰極に移動し、どの陰イオンが陽極に移動するかを知るには、陽イオンと陰イオンの放出順序を知る必要があります。

  • 陽イオンの場合:

Au> Pt> Hg> Ag> Cu> Ni> Cd> Pb> Fe> Zn> Mn>ヒドロニウム> IIIAファミリー> IIAファミリー> IAファミリー

  • 陰イオン用

非酸素化アニオンとHSO4 >水酸化物>酸素化アニオンとF

次に、電源をオンにすると、陽イオン(X+)陰極に向かって移動し、陰イオンの1つ(Y-)アノードに向かって移動します。

カソードで: 陽イオンは電子を受け取り(還元され)、安定した物質(X)に変換されます。このプロセスは、次の式で表されます。

アノードで: 陰イオンは電子を失い(酸化を受け)、安定した物質(Y)に変わります。このプロセスは、次の式で表されます。

a)水性電解の例

例として、塩化ナトリウム(NaCl)の水性電気分解を使用します。 塩化ナトリウム(NaCl)が水に溶解すると、以下に示すように解離プロセスが発生します。

NaClの解離に加えて、水の自己イオン化があります。

だから私たちはHカチオンを持っています++ とOHアニオン- とCl-. 次に、電源をオンにすると、次のようになります。

カソードで:Hカチオン+ 電子を受け取り(還元され)、安定した物質になります(H2、これはガスです)。 これは、ヒドロニウムがIAファミリーの元素(この場合はNa)よりも放電が優先されるためです。 このプロセスは、次の式で表されます。

アノードで:Clアニオン- それらは電子を失い(酸化を受け)、安定した物質(Cl2、これはガス状です)。 これは、Cl- これは非酸素化アニオンであり、水酸化物よりも放電が優先されます。このプロセスは次の式で表されます。

NaClの水電解を示すスキーム
NaClの水電解を示すスキーム

したがって、塩化ナトリウムの水性電気分解では、水素ガス(H2)および塩素ガス(Cl2).


私によって。DiogoLopesDias

ソース: ブラジルの学校- https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-eletrolise.htm

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