ელექტროლიზი ეს არის არა სპონტანური პროცესი, ანუ ის, რაც ბუნებრივად არ ხდება, რომელშიც ნივთიერებები წარმოიქმნება წყალში გამდნარ ან გახსნილ ნაერთებში ელექტრული გამონადენის საშუალებით. ამ პროცესში ელექტროენერგია მიაღწევს მინის კონტეინერს (ელექტროლიტური ავზი), რომელსაც აქვს ორი ინერტული ელექტროდი (რომლებიც არ განიცდიან ან დაჟანგვა არც ის შემცირება) ჩამოყალიბებულია გრაფიტით ან პლატინით. ეს ელექტროდები უკავშირდება ელექტრულ წყაროს (ჩვეულებრივ ა დრამი) და ჩავყაროთ მარილში ან ფუძეში გამდნარში ან გახსნილი წყალში. ისევე, როგორც აკუმულატორი, ელექტროლიზს აქვს კათოდი (სადაც ხდება შემცირება) და ანოდი (სადაც ხდება ჟანგვა).
Შემაჯამებელი
ელექტროლიზი არის არა სპონტანური პროცესი;
შესაძლებელია მარტივი ან კომპოზიციური ნივთიერებების ჩამოყალიბება;
ეს შეიძლება მოხდეს გამდნარ ხსნადთან (ცეცხლოვანი ელექტროლიზი);
ეს შეიძლება მოხდეს წყალში გახსნილი ხსნარით (წყლის ელექტროლიზი);
კათიონი ყოველთვის განიცდის შემცირებას კათოდზე;
ანიონი ყოველთვის განიცდის დაჟანგვას ანოდში.
იხილეთ აგრეთვე:ელექტროლიზისგან ალუმინის მიღება
ელექტროლიზის ტიპები
ეს არის ელექტროლიზი, რომელიც ხდება მაშინ, როდესაც ელექტრული განმუხტვა ხორციელდება მდნარ იონურ ნაერთზე. იონური ნაერთი არის იონური კავშირით წარმოქმნილი, მაგალითად, ა მარილი ან ბაზა არაორგანული როდესაც ვსაუბრობთ გამდნარ ნაერთზე, თავის მხრივ, ჩვენ ვგულისხმობთ ნაერთს, რომელიც მყარიდან თხევად მდგომარეობაში გადადის.
- ცეცხლოვანი ელექტროლიზის მაგალითი
როდესაც ჩვენ ვატარებთ კალიუმის ქლორიდის შერწყმას (KCl), ეს მარილი გადის დისოცირების პროცესს, ათავისუფლებს კალიუმის კატიონს (K+) და იოდიდის ანიონი (ლ-).
დისალიციის განტოლება კალიუმის ქლორიდისთვის
როდესაც ელექტროენერგია აღწევს ამ იონებით ელექტროლიტურ უჯრედს, კალიუმის კათიონი იკლებს, წარმოიქმნება მეტალის კალიუმი (K), ხოლო იოდიდის ანიონი იჟანგება, ქმნის მყარ იოდს (I2).
მყარი კალიუმის ფორმირების განტოლება
იოდის მყარი ფორმირების განტოლება
ეს არის ელექტროლიზი, რომელიც ხდება მაშინ, როდესაც ელექტრული განმუხტვა ხორციელდება წყალხსნარში (აქვს წყალი), რომელიც წარმოიქმნება მარილით ან არაორგანული ფუძით.
- წყლის ელექტროლიზის მაგალითი
როდესაც ნატრიუმის ქლორიდს ვხსნით წყალში, ის დისოცირდება და წყალი იონიზაციას განიცდის:
წყლის იონიზაციისა და ნატრიუმის ქლორიდის დისოციაციის განტოლებები
როგორც ნატრიუმის კატიონი (Na+) ეკუთვნის IA ოჯახს, ჰიდრონიუმის კატიონს (H+) გადის ჩაშვებას და განიცდის შემცირებას, ქმნის წყალბადის აირს (H2).
წყალბადის გაზის ფორმირების განტოლება
როგორც ქლორიდი (Cl-) არ არის ჟანგბადი (არ აქვს ჟანგბადი) და არ არის ფტორი (F-), იგი გამოიყოფა, იჟანგება და ქმნის ქლორის გაზს (Cl2).
ქლორის გაზის ფორმირების განტოლება
შერჩევითი იონების გამონადენი
ელექტროლიზის პროცესში წყალში (წყალში და ხსნადში წარმოქმნილი ხსნარი) ყოველთვის გვექნება ორი კატიონი: ჰიდრონიუმი, წყლისგან და ნებისმიერი სხვა, მარილის დისოციაცია (ხსნადი ნივთიერების მაგალითი). ორი ანიონი გვექნება: ჰიდროქსილი, რომელიც წყლისგან მოდის და კიდევ ერთი, რომელიც მარილიდან მოდის.
იონები წყლის იონიზაციისგან და მარილის დისოციაციიდან
- კატიონებისა და ანიონების შერჩევითი გამონადენი
თუ ხსნადიდან კათიონი ეკუთვნის IA, IIA ან IIIA ოჯახს, ჰიდრონიუმი (H+) შემცირდება;
თუ ხსნადი ნივთიერებებიდან მიღებული კატიონი არ ეკუთვნის ზემოთ ხსენებულ ოჯახებს, ის განიცდის შემცირებას.
თუ ხსნადი ნივთიერებების ანიონს აქვს ჟანგბადი ან არის ფტორი (F-), ჰიდროქსიდი (OH)-) გაივლის დაჟანგვას;
თუ ხსნადი ნივთიერების ანიონს არ გააჩნია ზემოხსენებული მახასიათებლები, მას დაექვემდებარება დაჟანგვა.
ცნობილია, რომ წყალს აქვს თვითიონიზაციის უნარი, წარმოქმნის ჰიდრონიუმის იონებს (H+) და ჰიდროქსიდი (OH)-), მაგრამ ეს იონიზაცია საკმაოდ შეზღუდულია. ეს ფაქტი დასტურდება სუფთა წყლის არაეფექტურობით ელექტრული დენის გატარებაში.
ისეთი როგორიცაა ელექტროლიზი გულისხმობს ელექტრულ განმუხტვას, წყლის ელექტროლიზის შესასრულებლად, საჭიროა ხსნადი ნივთიერების დათხოვნა რომელიც ემხრობა ჰიდრონისა და ჰიდროქსიდის შერჩევით გამოყოფას (როგორც ეს ჩანს გამონადენი თემაზე შერჩევითი).
თუ დავამატებთ ნატრიუმის სულფატს (Na2მხოლოდ4), მაგალითად, გვექნება ნატრიუმის კატიონები შუაში (Na+) და ჰიდრონიუმი (H+), ასევე ჰიდროქსიდის ანიონები (OH-) და სულფატი (SO4-2). ამრიგად, ელექტროენერგიის ელექტროლიტის ავზში ჩამოსვლისას:
ჰიდრონიუმი დაიცლება, ამცირებს, რადგან ნატრიუმი IA ოჯახს ეკუთვნის;
წყალბადის გაზის ფორმირების განტოლება
ჰიდროქსიდი განიცდის გამონადენს, იჟანგება, რადგან სულფატს შემადგენლობაში აქვს ჟანგბადი.
ჟანგბადის გაზის ფორმირების განტოლება
წყალიდან გამოყოფილი ორი იონი (კატიონი და ანიონი) დაიცალა, ჩვენ ვამბობთ, რომ მოხდა წყლის ელექტროლიზი.
აგრეთვე: ელექტროლიზის რაოდენობრივი ასპექტები
ისეთი მარტივი ნივთიერებების წარმოება, როგორიცაა წყალბადის გაზი (H2), ჟანგბადის გაზი (O2) და ა.შ.
ისეთი კომპოზიციური ნივთიერებების წარმოება, როგორიცაა ნატრიუმის ჰიდროქსიდი (NaOH), გოგირდმჟავა (H2მხოლოდ4) და ა.შ.
ნაწილის დაფარვა კონკრეტული ლითონით, მაგალითად, სპილენძი (სპილენძი) და ოქრო (მოოქროვება);
გამოიყენეთ თქვენი საბადოდან გარკვეული ლითონის მოსაშორებლად.
გადაჭრილი ვარჯიშები ელექტროლიზზე
მაგალითი 1 - (ვუნესპი) CuCℓ წყალხსნარი2 ექვემდებარება ელექტროლიზს, პლატინის ელექტროდების გამოყენებით. სწორი განცხადებაა:
ა) კათოდზე ხდება Cu იონის შემცირება2+.
ბ) ანოდში ხდება Cu იონის დაჟანგვა2+.
გ) კათოდზე იქმნება ქლორის აირი.
დ) პლატინის ანოდის ნაწილი იხსნება და წარმოიქმნება Pt2+.
ე) ამ ელექტროლიზის პროდუქტები განსხვავებული იქნება, თუ CuCl- ის ელექტროლიზი2 იყვნენ ცეცხლოვანი (შერწყმა).
ა) სწორია. როდესაც CuCl2 იხსნება წყალში, გვაქვს ჰიდრონიუმის კატიონები (H+) და სპილენძი II (Cu+2). რადგან სპილენძის II კატიონი არ მიეკუთვნება IA, IIA და IIIA ოჯახებს, იგი მცირდება.
ბ) ცრუ, რადგან ქლორიდის ანიონი (Cl) იჟანგება ანოდში-), რომელსაც შემადგენლობაში არ აქვს ჟანგბადი და არ არის ფტორი (F-).
გ) ყალბი, რადგან სპილენძის II კატიონის შემცირება ხდება კათოდზე, ამიტომ ხდება სპილენძის ლითონის წარმოქმნა.
დ) ყალბი, რადგან ელექტროლიზში პლატინის ან გრაფიტის ელექტროდები მხოლოდ ელექტროენერგიას ატარებენ, ისინი პროცესში არ მონაწილეობენ.
ე) ყალბი, რადგან სპილენძის II ქლორიდის (CuCl) ცეცხლოვანი ელექტროლიზია2) წარმოადგენდა ზუსტად იგივე პროდუქტებს, როგორც წყალხსნარს, რადგან იქ არსებული იონები იქნებოდა სპილენძი II (Cu)+2) და ქლორიდი (Cl-1).
მაგალითი 2- (UFRN) განვიხილოთ შემდეგი სისტემები:
ᲛᲔ. მდნარი ნატრიუმის ქლორიდი;
II ნატრიუმის ქლორიდის წყალხსნარი;
III მდნარი ნატრიუმის ჰიდროქსიდი;
IV ნატრიუმის ჰიდროქსიდის წყალხსნარი.
ის, ვისაც შეუძლია უზრუნველყოს ნატრიუმი, როდესაც ექვემდებარება ელექტროლიზს, არის:
ა) მხოლოდ I და II.
ბ) მხოლოდ I და III.
გ) მხოლოდ II და IV.
დ) მხოლოდ III და IV.
ე) I, II, III და IV.
სისტემები, რომლებიც კათოდზე აწვდიან მეტალის ნატრიუმს, როგორც პროდუქტი, არის I და III.
I- ერთადერთი კატიონი, რომელიც საშუალოშია, არის ნატრიუმის კატიონი, ამიტომ მხოლოდ მას შეუძლია შეამციროს, ლითონის ნატრიუმის წარმოქმნა.
II- ეს სისტემა არ უზრუნველყოფს მეტალის ნატრიუმი იმიტომ, რომ ნატრიუმის ქლორიდი დაიშალა წყალში, ამიტომ შუაში გვაქვს ნატრიუმის კატიონების არსებობა (Na+) და ჰიდრონიუმი (H+) - ეს არის ის, ვინც განიცდის შემცირებას, რადგან ნატრიუმი IA ოჯახს ეკუთვნის.
III- ერთადერთი კატიონი, რომელიც საშუალოშია, არის ნატრიუმის კატიონი (რადგან მასალა დაექვემდებარა შერწყმას), ამიტომ მხოლოდ ის განიცდის შემცირებას და ქმნის მეტალურ ნატრიუმს;
IV- ეს სისტემა არ იძლევა მეტალის ნატრიუმი, რადგან ნატრიუმის ჰიდროქსიდი იხსნება წყალში, ამიტომ შუაში გვაქვს ნატრიუმის კატიონების არსებობა (Na+) და ჰიდრონიუმი (H+) - ეს არის ის, ვინც განიცდის შემცირებას, რადგან ნატრიუმი IA ოჯახს ეკუთვნის.
ჩემ მიერ. დიოგო ლოპეს დიასი
