물 전기 분해: 예, 응용 분야

물의 전기 분해는 전류에 의한이 물질의 분해와 전해질의 첨가로 구성됩니다. 이것이 어떻게 일어나는지 더 잘 이해합시다.

너무 읽기: 전기 분해 란?

물 전기 분해는 어떻게 발생합니까?

물 분자는 자체 이온화가 가능하여 H 이온을 생성합니다.+ (또는 H3영형+) 그리고 오-:

H2O ↔ H+ + 오-

또는
2 시간2O ↔ H3영형+ + 오-

하나, 물은 매우 약한 전해질입니다 이러한 이온이 있음에도 불구하고 전류. 따라서 전기 분해, 즉 전류에 의한 분해를 수행하려면 전해질, 염, 염기 또는 산이 될 수있는 이온 용질을 추가해야합니다.

물의 전기 분해는 전류의 통과를 포함합니다.
물의 전기 분해는 전류의 통과를 포함합니다.

선택적 배출 우선 순위

그러나 본문에 설명 된대로 수성 전기 분해,이 경우 우리는 물에서 나오는 이온뿐만 아니라 물에 용해 된 물질의 이온도 얻을 수 있습니다. 전기 분해에서는 하나의 양이온과 하나의 음이온 만이 전극에서 방전됩니다. 우선 순위에 따른 선택적 배출.

따라서, 배출 될 음극과 양극이 용존 물질이 아닌 물이되도록하기 위해서는 , 이온이 물에있는 이온보다 전극에서 덜 쉽게 방출되는 염기 또는 염. 이렇게하려면 아래 표시된 우선 순위 대기열을 참조해야합니다.

수성 전해에서 이온 방전의 내림차순 용이성
수성 전해에서 이온 방전의 내림차순 용이성

H 아래 나열된 양이온은+ 그것보다 언로드가 덜 쉽습니다. 오른쪽 표에서 OH 아래의 음이온이- 내리기가 덜 ​​쉽습니다. 따라서 예를 들어 Na 이온을 형성하는 염, 염기 또는 산을 선택할 수 있습니다.+,케이+, 에서3-, 뿐42- 물과 동일한 이온을 형성하는 것 외에도 H+ 그리고 오-. 몇 가지 예는 다음과 같습니다. 황산 (H24), 수산화 나트륨 (NaOH) 및 질산 칼륨 (KNO3).

물의 전기 분해에서 발생한 반응의 예

황산을 첨가하여 물의 전기 분해를 수행한다고 가정 해 봅시다. 이 경우 중간에 다음 이온이 형성됩니다.

  • 산 해리: 1 H24 → 2 시간+ + 1 SO42-

  • 물의 자동화: H2O → H+ + 오- 또는 2 시간2O → H3영형+ + 오-

유일한 기존 양이온은 H입니다.+, 그래서 감소 (이득 전자) 음극 (음극)에 수소 가스를 생성합니다영형 (H2).

자, 음이온이라고하면 중간에 두 개의 음이온이 있는데 OS는42- 그리고 오-. 위의 표에서 알 수 있듯이 OS42- 더 반응성이 높고 방전하기가 덜 쉽습니다. 따라서 OH- 방전되어 양극 (양극)에서 산화 (전자 손실)되고 가스가 생성됩니다. 산소(영형2):

  • 음극 반쪽 반응: 4 H3영형+ + 4 및- → H2O+H2

  • 양극 반 반응: 4 OH- → 2 시간2O + 1O2 + 4 및-

이 전체 과정을 더하면 글로벌 방정식에 도달합니다.

  • 물 이온화: 8 H2O → 4 시간3영형+ + 4OH-

  • 음극 반쪽 반응: 4 H3영형+ + 4 및- → 4 시간2O + 2 시간2

  • 양극 반 반응: 4 OH- → 2 시간2O + 1O2 + 4 및-

  • 글로벌 방정식: 2H2O → 2 시간2 + 1O2

물 전기 분해 그림
물 전기 분해 그림

생성되는 수소의 양은 산소의 두 배입니다. 그러나 실제로 산소는 가스보다 용해성이 높기 때문에이 엄격한 비율은 확인되지 않습니다. 수소.

읽기: 전기 분해를 통한 알루미늄 획득

물 전기 분해의 응용

물의 전기 분해는 수소가 연료로 사용될 수있는 가스라는 점을 고려할 때 매우 중요한 과정입니다. 처럼 석유 유래 연료 재생 불가능한 수소 가스는 중요한 대안이 될 수 있습니다.

또한 이미 물 전기 분해 공정을 사용하는 가솔린 생산 방법이 있습니다. 이것이 텍스트에서 어떻게 수행되는지보십시오 과학자들은 이산화탄소를 가솔린으로 바꿀 수 있습니다..


작성자: Jennifer Fogaça
화학 교사

출처: 브라질 학교- https://brasilescola.uol.com.br/quimica/eletrolise-agua.htm

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