ტექსტში "Igneous ელექტროლიზი”, განმარტეს, რომ ეს პროცესი ხდება მაშინ, როდესაც ელექტრული დენი გადის მდნარ ნივთიერებაში (თხევად მდგომარეობაში), ყოფნის გარეშე წყალი და, ამ გზით, კატიონი იღებს ელექტრონებს და ანიონი აჩუქებს ელექტრონებს, ისე რომ ორივეს ჰქონდეს ელექტრული მუხტი ნულის ტოლი და ენერგია დაგროვილი.
იმისათვის, რომ უკეთ გავიგოთ, როგორ ხდება ცეცხლოვანი ელექტროლიზი, მოდით განვიხილოთ ამ ტიპის პროცესის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი მაგალითი, ნატრიუმის ქლორიდის ან სუფრის მარილის (NaCl) ელექტროლიზი.
ნატრიუმის ქლორიდი ბუნებაში წარმოიქმნება ელექტრონის გადანაწილებით ნატრიუმიდან (Na) ქლორამდე (Cl), ქვემოთ მოცემული რეაქციის შესაბამისად:
2Na (s) + 1Cl2(ზ) N 2NaCl (s)
ეს პროცესი არის სპონტანური, მაგრამ ამ რეაქციის უკუპროცესული არ არის სპონტანური, ანუ ქლორის გაზის წარმოება (Cl2(ზ) - ქვემოთ მოცემული ფიგურა) და მეტალის ნატრიუმი (Na (s)) ბუნებაში არ გვხვდება. თუ გვსურს ეს მოხდეს, პროცესის დაწყება მოგვიწევს.
ამის გაკეთება შესაძლებელია ცეცხლოვანი ელექტროლიზით. მარილი თბება 800,4 ° C ტემპერატურაზე მაღლა, რაც მისი დნობის წერტილია; და ამ გზით იგი ერწყმის, მყარიდან თხევადში გადადის. ამ ფიზიკურ მდგომარეობაში, თქვენი Na იონები
+ და Cl- უფასოაშემდეგ გამდნარი მარილი მოთავსებულია ჭურჭელში, ელექტროლიზურ ჭურჭელში და ორი ინერტული პლატინის ან გრაფიტის ელექტროდი ჩაყარეს ნატრიუმის ქლორიდში. ეს ელექტროდები უკავშირდება წყაროს, რომელიც წარმოქმნის პირდაპირ ელექტროენერგიას, მაგალითად, ელემენტს ან უჯრედს.
ელექტრული დენის გავლით ხდება შემდეგი:
- ბატარეის ან უჯრედის უარყოფითი პოლუსი ელექტრონებს აწვდის ერთ ელექტროდს, რომელიც ხდება კათოდური;
- კათოდური: იღებს ელექტრონებს უჯრედიდან და ხდება ნეგატიური პოლუსი, იზიდავს Na კათიონებს+, რადგან საპირისპირო მუხტები იზიდავს. ეს იონები მიიღებენ ელექტრონებს ელექტროდიდან (კათოდიდან) და ხდება მათი შემცირება, წარმოქმნის მეტალის ნატრიუმს:
შემცირება:საათზე+(ℓ) + და- → შიგნით(s)
მეტალის ნატრიუმი ინახება ელექტროდის თავზე და ეგზავნება წყალსაცავს.
- ანოდი: ხდება დადებითად დამუხტული, იზიდავს Cl ანიონებს- (მაშასადამე, მას ანოდი ეწოდება). ეს იონები კარგავენ ელექტრონებს ანოდთან კონტაქტის დროს და, შესაბამისად, განიცდიან დაჟანგვას, ქმნიან ქლორის ატომებს, რომლებიც დაუყოვნებლივ აერთიანებენ ორს და ქმნიან ქლორის გაზს:
დაჟანგვა:2Cl-(ℓ) → 2 და- + 1Cl2(ზ)
ეს გაზი ანოდის გარშემო ბუშტავს და მას აგროვებს სისტემაში ადაპტირებული შუშის მილი.
ამრიგად, საერთო რეაქცია, რომელიც ამ შემთხვევაში ხდება, მოცემულია შემდეგით:
კათოდური: 2Na+(ℓ) + 2 ე- → 2Na(s)
ანოდი: 2Cl-(ℓ) → 2 და- + 1Cl2(ზ) ____________
გლობალური რეაქცია: 2Na+(ℓ) + 2Cl-(ℓ) → 2Na(s) + 1Cl2(ზ)
უნდა იცოდეთ კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი ასპექტი, რომელიც ხაზგასმით აღინიშნა აღნიშნული ტექსტის ბოლოს (Igneous Electrolysis), არის ელექტროლიზისთვის ხდება, ელემენტს ან ბატარეას, რომელიც გამოიყენება ელექტროენერგიის წარმოქმნისთვის, უნდა ჰქონდეს ddp (პოტენციური სხვაობა) ტოლი ან მეტი, ვიდრე პოტენციური სხვაობა რეაქცია
მოდით შევხედოთ ამას იმ ნატრიუმის ქლორიდის ელექტროლიზის შემთხვევაში, რომელსაც განვიხილავთ. ამ რეაქციის პოტენციური განსხვავების გასარკვევად საკმარისია შევამციროთ კათოდის სტანდარტული შემცირების პოტენციალი ანოდთან. ეს განმარტებულია ტექსტში. ბატარეის პოტენციური განსხვავება .
სტანდარტული შემცირების პოტენციალის ცხრილის საშუალებით (E0წითელი), ჩვენ ვიცით, რომ:
საათზე+(ℓ) + და- → შიგნით(s) და0წითელი = -2.71
2Cl-(ℓ) → 2 და- + 1Cl2(ზ) და0წითელი = +1.36
ახლა უბრალოდ შეამცირეთ ეს მნიშვნელობები, რომ იცოდეთ გლობალური რეაქციის პოტენციური განსხვავება:
და0 = და0წითელი (კათოდი) - და0წითელი (ანოდი)
და0 = -2,71 – (+ 1,36)
და0 = - 4,07 ვ
ამრიგად, ეს ნიშნავს, რომ უჯრედს ან აკუმულატორს, რომელსაც გამოიყენებს, უნდა ჰქონდეს ძაბვა ტოლი ან მეტი 4.07 ვ-ზე, ნატრიუმის ქლორიდის ანთებული ელექტროლიზის ჩასატარებლად.
უარყოფითი მნიშვნელობა მხოლოდ მიუთითებს იმაზე, რომ ეს არის არა სპონტანური პროცესი.. ბატარეების შემთხვევაში, რაც სპონტანური პროცესია, ელექტროძრავის ძალის მნიშვნელობა (∆E.)0) ყოველთვის იძლევა დადებითს.
ჯენიფერ ფოგაჩას მიერ
დაამთავრა ქიმია
წყარო: ბრაზილიის სკოლა - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/eletrolise-Ignea-cloreto-sodio.htm
