수성 전기 분해: 무엇이, 어떻게, 운동

그만큼 수성 전기 분해 이다 산화 환원 반응 자발적이지 않음 통과로 발생하는 전류 솔루션을 통해 이온 용해 물. 그것을 잘 이해하려면 전기 분해 자체가 무엇인지 아는 것이 중요합니다. 후속 조치!

참조: 화성 전기 분해 란??

전기 분해 란 무엇이며 그 용도는 무엇입니까?

전기 분해 전류의 흐름에 의해 발생하는 화학적 산화 환원 반응에 주어진 이름입니다. 이 반응은 두 가지 방식으로 발생할 수 있습니다. 화성 전기 분해 그리고 이온 수용액의 전기 분해. 후자는이 본문에서 우리에게 관심이 있습니다.

두 가지 유형의 전기 분해에는 이온이 있습니다. 차 첫 번째 유형에서 이온 화합물은 캐스트 그리고 그 과정에서 물이없고 두 번째에서 이름에서 알 수 있듯이 이온 화합물은 해산 물 속.

전기 분해는 획득 화학 원소 (처럼 궤조, 수소, 베릴륨, 염소, 무엇보다도), 아연 도금 공정, 크롬 도금 및 니켈 도금과 같은 또한 전해 금속 정화. 이 주제에 대해 궁금한 점이 있으면 텍스트를 읽으십시오. 전기 분해 개념.

아연 욕조에서 금속 구조의 아연 도금 공정.

수성 전기 분해

수성 전기 분해에서는 이온 화합물이 물에 녹아 있습니다. 해리 또는 이온화, 용액으로 이온을 방출하여 전류가 흐르도록합니다. 이온 화합물에 의해 방출되는 이온 외에도, 우리는 물 자동화:

H₂O → H⁺ + 오^-

전기 분해가 일어나기 위해서는 전류가 필요하기 때문에 우리는 비 자발적인 과정. 정확히 발생하는 스택에서 볼 수있는 프로세스와 반대로, 반응에서 파생 된 화학 에너지를 전기 에너지 생산으로 변환합니다.

수성 전기 분해는 어떻게 발생합니까?

이미 말했듯이 수성 전기 분해 중에 우리는 물 유래 이온 그리고 용해 된 화합물에서 파생 된 이온. 염화나트륨의 해리 예를 참조하십시오.

NaCl_(여기) → 안으로⁺_(여기) + Cl^-_(여기)

따라서 용액에는 두 개의 양이온 (H⁺ 그리고⁺) 및 2 개의 음이온 (OH^- 및 Cl^-). 그러나 하나의 양이온과 하나의 음이온 만이 방전에 의해 산화-환원됩니다. 둘 중 어느 것이 영향을 받는지 확인하기 위해 우선 순위 대기열아래에 오름차순으로 표시됩니다.

- 양이온: 1,2 및 13 계열의 금속 +

- 음이온: 산소와 F 음이온^- -

그래서, 예를 들어 수용액의 전기 분해 염화나트륨, 우리는 H 이온이⁺ 및 Cl^- 방전이 발생합니다. 이제 우리는 분석하다 각 극에서 일어나는 일 :

• 음극 및 양극

에서 음극, 전해 전지의 음극, 전자가 전극에 도달 그리고 이것은 솔루션에 존재하는 양이온이 이동하는 곳입니다. 따라서 이것은 수소 양이온의 방전이 발생하는 곳입니다.⁺ 다음 방정식에 따라 감소합니다.

2 시간⁺ + 2e → H_{2 (g)}

양극, 전해 전지의 양극, 용액에 존재하는 양이온 방전 및 전자 손실. OH보다 다운로드 우선 순위가 있기 때문에^-, Cl^- 다음 방정식에 따라 산화를 겪는 양극으로 이동합니다.

2Cl^-_(여기) → 2e + Cl_{2 (g)}

우리는 전기 분해 과정의 일반 방정식을 쓸 수 있습니다 각 단계의 반응 추가 과정의: 해리; 물의 자기 이온화; 양이온 환원; 그리고 음이온의 산화.

NaCl_(여기) → 안으로⁺_(여기) + Cl^-_(여기)

H₂O → H⁺ + 오^-

2 시간⁺ + 2e → H_{2 (g)}

2Cl^-_(여기) → 2e + Cl_{2 (g)}

방정식의 균형을 맞추고 반응물과 생성물에서 반복되는 항목을 제거하면 다음과 같은 결과를 얻을 수 있습니다.

2NaCl_(여기) + 2H₂영형_(액체.) → 2Na⁺_(여기) + 2OH^-_(여기) + H_{2 (g)} + Cl_{2 (g)}

글로벌 방정식을 분석해도 여전히 Na 이온이 솔루션에 있습니다.⁺_(여기) 그리고 오^-_(여기), 가성 소다 형성 (NaOH), 반응 생성물 중 하나 수소 가스, 음극에서 형성되고 가스 염소, 양극에 형성.

참조 :전기 분해의 정량적 측면

해결 된 운동

질문 01 (UEG) 아연 도금은 특정 조각에 금속 코팅을 제공하는 프로세스입니다. 아래는 키의 니켈 도금이 가능하도록 설정된 실험 장치입니다.

키를 니켈로 코팅하는 과정에서 X 반응이 발생하며 Y 반쪽 반응으로 표시됩니다. 이 경우 XY 쌍은 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.

a) 환원, Ni⁺ + 1e^– → Ni (들)

b) 환원, Ni (s) → Ni²⁺ + 2e^–

c) 산화, Ni²⁺ + 2e^– → Ni (들)

d) 산화, Ni (s) → Ni²⁺ + 2e^–

e) 환원, Ni²⁺ + 2e^– → Ni (들)

해결: 문자 e ". 용액에 존재하는 이온은 다음과 같습니다. 양이온: Ni²⁺ 그리고 H⁺; 음이온: SO₄^2- 그리고 오^-. 양이온의 경우 Ni²⁺ 그것은 방전에서 우선권을 가지므로 방정식에 따라 음극이 감소합니다.²⁺ + 2e^– → Ni (들).

질문 02 (FMABC-SP) 금속 구리 정제에 사용되는 다음 시스템을 고려하십시오.

이 과정에서 :

a) II는 산화가 발생하는 음극을 나타냅니다.

b) II는 환원이 발생하는 양극을 나타냅니다.

c) I는 산화가 발생하는 음극을 나타냅니다.

d) I는 환원이 발생하는 음극을 나타냅니다.

e) I는 산화가 발생하는 양극을 나타냅니다.

해결: 문자 e ". 전기 분해에서 발전기의 양극에 연결된 전극을 양극이라고하며, 그 안에서 음이온은 다음 방정식에 따라 전자를 잃고 산화됩니다. Cu⁰ → Cu²⁺ + 2e.

질문 03 (Fatec-SP) 강철 링을 크롬 도금하기 위해 학생은 직류 소스를 사용하여 다음 그림과 같이 전해 회로를 조립했습니다.

회로가 작동하는 동안 발생한다고 말하는 것이 정확합니다.

a) 양극에서 염소 가스 방출 및 음극에서 금속 크롬 침착.

b) 음극에서 염소 가스가 방출되고 양극에 금속 크롬이 증착됩니다.

c) 양극에서 산소 가스를 방출하고 음극에 금속 백금을 증착합니다.

d) 양극에서 수소 가스의 방출과 음극에서 금속 백금의 부식.

e) 음극에서 수소 가스의 방출과 양극에서 금속 강철의 부식.

해결: 문자 a ". 용액에 존재하는 이온은 다음과 같습니다. 양이온: Cr³⁺ 그리고 H⁺; 음이온: Cl^- 그리고 오^-. 양이온의 경우 Cr³⁺ 방전에서 우선 순위를 가지므로 다음 방정식에 따라 음극에서 감소됩니다.³⁺ + 3e^– → Cr (s).

음이온의 경우 Cl-는 방전에서 우선 순위를 가지므로 방정식 2Cl에 따라 양극에서 산화됩니다.^-_(여기) → 2e + Cl_{2 (g).}

즉, 양극 (백금 부분)에서 염소 가스 Cl이 방출됩니다._2, 그리고 음극 (스틸 링)에서 금속 크롬의 증착.

빅터 페레이라
화학 교사

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