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.

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 산, 이온이 물에있는 이온보다 전극에서 덜 쉽게 방출되는 염기 또는 염. 이렇게하려면 아래 표시된 우선 순위 대기열을 참조해야합니다.

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^-, 뿐₄^2- 물과 동일한 이온을 형성하는 것 외에도 H⁺ 그리고 오^-. 몇 가지 예는 다음과 같습니다. 황산 (H₂뿐₄), 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 H₂뿐₄ → 2 시간⁺ + 1 SO₄^2-

• 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 OS는₄^2- 그리고 오^-. 위의 표에서 알 수 있듯이 OS₄^2- 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

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