vandeninė elektrolizė yra redokso reakcija nėra spontaniškas kad įvyksta praeinant elektros srovė per tirpalą jonai ištirpęs Vanduo. Norint tai gerai suprasti, svarbu žinoti, kas yra pati elektrolizė. Sekti!
Taip pat žiūrėkite: Kas yra magminė elektrolizė?
Kas yra elektrolizė ir kam ji skirta?
Elektrolizė yra cheminės redoksinės reakcijos, kuri atsiranda dėl praeinančios elektros srovės, pavadinimas. Ši reakcija gali įvykti dviem būdais: a magminė elektrolizė ir elektrolizė vandeniniame joniniame tirpale. Pastarasis mus domina šiame tekste.
Abiejų tipų elektrolizėje yra jonų skirtumas yra tai, kad pirmojo tipo joninis junginys yra mesti ir procese neturi vandens, o antrame, kaip sako pavadinimas, joninis junginys yra ištirpęs vandenyje.
Elektrolizė yra cheminis procesas, naudojamas gavimas cheminiai elementai (Kaip metalai, vandenilis, berilis, chloras, be kita ko) cinkavimo procesas, tokias kaip chromavimas ir nikelio dengimas, taip pat elektrolitinis metalo valymas. Jei jums įdomu šia tema, perskaitykite mūsų tekstą: Elektrolizės samprata.
Vandeninė elektrolizė
Vandeninėje elektrolizėje mes turime vandenyje ištirpintą joninį junginį disociacija arba jonizacija, išleidžia savo jonus į tirpalą, leidžiantį praeiti elektros srovę. Be joninio junginio išsiskiriančių jonų, turime atsižvelgti į jonus iš vandens autoionizacija:
H2O → H+ + OH-
Kadangi elektrolizei atsirasti reikia elektros srovės, mes sakome, kad tai yra a ne spontaniškas procesas. kas nutinka būtent priešingai nei rietuvėje matomas procesas, kuris savo ruožtu transformuoja reakcijos metu gautą cheminę energiją į elektros energijos gamybą.
Kaip vyksta vandeninė elektrolizė
Kaip jau minėta, vandeninės elektrolizės metu turime atsižvelgti į vandens gaunami jonai ir jonai, gauti iš ištirpusio junginio. Žr. Natrio chlorido disociacijos pavyzdį:
NaCl(čia) → Įėjimas+(čia) + Cl-(čia)
Taigi tirpalas turi du katijonus (H+ ir toliau+) ir du anijonai (OH- ir Cl-). Tačiau tik vienas katijonas ir vienas anijonas oksiduojasi dėl elektros iškrovos. Norėdami nustatyti, kuris iš dviejų bus paveiktas, turime prioritetinė eilė, atstovaujama žemiau, didėjimo tvarka:
- Katijonai: 1,2 ir 13 šeimos metalai - anijonai: Deguonis ir F anijonai- Taigi, pavyzdžiui elektrolizė vandeniniame tirpale natrio chloridas, mes turime, kad H jonai+ ir Cl- patirs elektros iškrovą. Dabar mes atliksime analizuoti kas vyksta kiekviename poliuje: Prie katodas, neigiamas elektrolitinės elemento polius, elektronai pasiekia elektrodą ir čia migruoja tirpale esantys katijonai. Todėl čia vyksta H katijono išsiskyrimas.+ ir jo redukcija pagal šią lygtį: 2 val+ + 2e → H2 g) Prie anodo - teigiamas elektrolitinės ląstelės polius, katijonai, esantys tirpale Iškrauna ir praranda savo elektronus. Nes jis turi prioritetą atsisiųsti per OH-, Cl- pereina į anodą, kur jis oksiduojamas pagal šią lygtį: 2Cl-(čia) → 2e + Cl2 g) Galime parašyti bendrą elektrolizės proceso lygtį sudedant kiekvieno žingsnio reakcijas proceso: atsiribojimas; vandens savijonizacija; katijono mažinimas; ir anijonų oksidacija. NaCl(čia) → Įėjimas+(čia) + Cl-(čia) H2O → H+ + OH- 2 val+ + 2e → H2 g) 2Cl-(čia) → 2e + Cl2 g) Subalansuodami lygtis ir pašalindami elementus, kurie kartojasi reagentuose ir produktuose, turime: 2NaCl(čia) + 2H2O(skystis.) → 2Na+(čia) + 2OH-(čia) + H2 g) + Cl2 g) Analizuojant visuotinę lygtį, vis dar turime Na jonų tirpale.+(čia) o o-(čia), formuojant kaustinę soda (NaOH), vienas iš reakcijos produktų, be vandenilio dujos, susiformavusį prie katodo, ir dujos chloras, susiformavęs ties anodu. Taip pat žiūrėkite:Kiekybiniai elektrolizės aspektai Klausimas 01 (UEG) Cinkavimas yra procesas, leidžiantis duoti metalinę dangą tam tikram gabalui. Žemiau parodytas eksperimentinis aparatas, sukurtas tam, kad raktas būtų padengtas nikeliu. Dengiant raktą nikeliu, įvyksta X reakcija, kurią vaizduoja Y pusreakcija. Tokiu atveju XY porą gali pateikti: a) redukcija, Ni+ + 1e– → Ni (s) b) redukcija, Ni (s) → Ni2+ + 2e– c) oksidacija, Ni2+ + 2e– → Ni (s) d) oksidacija, Ni (s) → Ni2+ + 2e– e) redukcija, Ni2+ + 2e– → Ni (s) Rezoliucija: Raidė e “. Tirpale esantys jonai yra šie: katijonai: Ni2+ ir H+; anijonai: taip42- o o-. Katijonams Ni2+ jis turi pirmenybę iškrovoje ir todėl sumažins katodą pagal lygtį: Ni2+ + 2e– → Ni (s). 02 klausimas (FMABC-SP) Apsvarstykite šią sistemą, naudojamą gryninant metalinį varį: Šiame procese: a) II reiškia katodą, kuriame vyksta oksidacija. b) II reiškia anodą, kuriame vyksta redukcija. c) I reiškia katodą, kuriame vyksta oksidacija. d) I reiškia katodą, kuriame vyksta redukcija. e) I reiškia anodą, kuriame vyksta oksidacija. Rezoliucija: Raidė e “. Elektrolizės metu elektrodas, prijungtas prie teigiamo generatoriaus poliaus, vadinamas anodu ir jame anijonai praranda elektronus ir oksiduojasi pagal lygtį: Cu0 → Cu2+ + 2e. 03 klausimas („Fatec-SP“) Norėdami chromuoti plieninį žiedą, studentas surinko elektrolitinę grandinę, parodytą kitame paveikslėlyje, naudodamas nuolatinės srovės šaltinį. Veikiant grandinei, teisinga teigti, kad ji įvyksta a) chloro dujų išsiskyrimas anode ir metalo chromo nuosėdos ant katodo. b) chloro dujų išsiskyrimas katode ir metalinio chromo nusėdimas ant anodo. c) deguonies dujų išsiskyrimas anode ir metalinės platinos nusėdimas ant katodo. d) vandenilio dujų išsiskyrimas anode ir metalinės platinos korozija prie katodo. e) vandenilio dujų išsiskyrimas katode ir metalinio plieno korozija anode. Rezoliucija: Raidė A". Tirpale esantys jonai yra šie: katijonai: Cr3+ ir H+; anijonai: Cl- o o-. Katijonams kr3+ jis turi pirmenybę iškrovoje, todėl jam sumažės katodas pagal lygtį: Cr3+ + 3e– → Cr (s). Dėl anijonų Cl- turi pirmenybę išleidime, todėl jis oksiduojasi anode pagal lygtį: 2Cl-(čia) → 2e + Cl2 (g). Tai yra, anode (platinos dalyje) išsiskirsime chloro dujos Cl2, ir katode (plieniniame žiede) - metalinio chromo nusodinimas. Autorius Viktoras Ferreira
Katodas ir anodas
sprendė pratimus
Chemijos mokytoja
Šaltinis: Brazilijos mokykla - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/eletrolise-solucao-aquosa.htm