Elektrolīze tas nav spontāns process, tas ir, tāds, kas nenotiek dabiski, kurā vielas tiek veidotas ar elektrisko izlādi savienojumos, kas izkusuši vai izšķīdināti ūdenī. Šajā procesā elektriskā strāva sasniedz stikla trauku (elektrolītisko tvertni), kurā ir divi inerti elektrodi (kas necieš vai oksidēšanās ne arī samazināšana), ko veido grafīts vai platīns. Šie elektrodi ir savienoti ar elektrisko avotu (parasti a bungas) un iemērc izkausētā vai izšķīdinātā sālī vai bāzē. Tāpat kā akumulatoru, elektrolīzei ir katods (kur notiek reducēšanās) un anods (kur notiek oksidēšanās).
Kopsavilkums
Elektrolīze ir nestandarta process;
Var veidot vienkāršas vai saliktas vielas;
Tas var notikt ar izkausētu izšķīdinātu vielu (magmatisko elektrolīzi);
Tas var notikt ar ūdenī izšķīdinātu izšķīdušo vielu (ūdens elektrolīze);
Katodā katodā vienmēr notiek redukcija;
Anions vienmēr oksidējas anodā.
Skatīt arī:Alumīnija iegūšana no elektrolīzes
Elektrolīzes veidi
Tā ir elektrolīze, kas notiek, kad izkausētam jonu savienojumam tiek veikta elektriskā izlāde. Jonu savienojums ir tāds, ko veido jonu saite, piemēram, a
sāls vai a bāze neorganisks. Savukārt, runājot par izkausētu savienojumu, mēs atsaucamies uz savienojumu, kas no cietā stāvokļa nonāk šķidrā stāvoklī.- magmatiskās elektrolīzes piemērs
Kad mēs veicam kālija hlorīda (KCl) saplūšanu, šis sāls veic disociācijas procesu, atbrīvojot kālija katjonu (K+) un jodīda anjonu (l-).
Kālija hlorīda disociācijas vienādojums
Kad elektriskā strāva ar šiem joniem nonāk elektrolītiskajā šūnā, kālija katijons tiek samazināts, veidojot metāla kāliju (K), un jodīda anjons tiek oksidēts, veidojot cietu jodu (I2).
Cietā kālija veidošanās vienādojums
Cietā joda veidošanās vienādojums
Tā ir elektrolīze, kas notiek, ja elektrisko izlādi veic ūdens šķīdumam (satur ūdeni), ko veido sāls vai neorganiska bāze.
- Ūdens elektrolīzes piemērs
Kad mēs izšķīdinām nātrija hlorīdu ūdenī, tas disociējas un ūdens tiek jonizēts:
Ūdens jonizācijas un nātrija hlorīda disociācijas vienādojumi
Kā nātrija katijons (Na+) pieder IA ģimenei, hidronija katjonam (H+) iziet caur izlādi un tiek reducēta, veidojot ūdeņraža gāzi (H2).
Ūdeņraža gāzes veidošanās vienādojums
Kā hlorīds (Cl-) nav skābekli saturošs (bez skābekļa) un nav fluors (F-), tas tiek izvadīts, oksidējoties un veidojot hlora gāzi (Cl2).
Hlora gāzes veidošanās vienādojums
Selektīvā jonu izlāde
Elektrolīzes procesā ūdens vidē (šķīdums, ko veido ūdens un izšķīdis), mums vienmēr būs divi katjoni: hidronijs, no ūdens, un visi citi, no sāls disociācija (izšķīdušās vielas piemērs). Mums būs arī divi anjoni: hidroksils, kas nāk no ūdens, un vēl viens, kas nāk no sāls.
Joni no ūdens jonizācijas un sāls disociācijas
- Selektīvs katjonu un anjonu izvadīšana
Ja katjons no izšķīdušās vielas pieder IA, IIA vai IIIA saimei, hidronijs (H+) tiks samazināta;
Ja katjons, kas nāk no izšķīdušās vielas, nepieder iepriekš minētajām ģimenēm, tas cietīs samazinājumu.
Ja izšķīdušās vielas anjona sastāvā ir skābeklis vai tas ir fluors (F-), hidroksīds (OH-) tiks oksidēta;
-
Ja izšķīdušās vielas anjonam nav iepriekšminēto īpašību, tas tiks oksidēts.
Nepārtrauciet tūlīt... Pēc reklāmas ir vēl vairāk;)
Ir zināms, ka ūdenim piemīt spēja sevi jonizēt, veidojot hidronija jonus (H+) un hidroksīds (OH-), taču šī jonizācija ir diezgan ierobežota. Šo faktu pierāda tīra ūdens neefektivitāte elektriskās strāvas novadīšanā.
Tāds kā elektrolīze ietver elektrisko izlādi, lai veiktu ūdens elektrolīzi, nepieciešams izšķīdināt izšķīdušo vielu kas veicina selektīvu hidronija un hidroksīda izvadīšanu (kā redzams tēmā par izvadīšanu selektīvs).
Ja mēs pievienojam nātrija sulfātu (Na2TIKAI4), piemēram, mums vidū būs nātrija katijoni (Na+) un hidronijs (H+), kā arī hidroksīda anjonus (OH-) un sulfāts (SO4-2). Tādējādi, kad elektrolītiskā tvertne nonāk elektrolītiskajā tvertnē:
hidronijs tiks izvadīts, samazinot, jo nātrijs pieder IA ģimenei;
Ūdeņraža gāzes veidošanās vienādojums
hidroksīds izdalīsies, oksidējoties, jo sulfāta sastāvā ir skābeklis.
Skābekļa gāzes veidošanās vienādojums
Kad divi joni (katjons un anjons), kas nāk no ūdens, tika izvadīti, mēs sakām, ka notika ūdens elektrolīze.
Skatiet arī: Elektrolīzes kvantitatīvie aspekti
Tādu vienkāršu vielu kā gāzes ūdeņradis (H2), skābekļa gāze (O2) utt .;
Kompozītu vielu, piemēram, nātrija hidroksīda (NaOH), sērskābes (H2TIKAI4) utt;
Daļas pārklāšana ar noteiktu metālu, piemēram, vara (vara) un zelta (zelta pārklāšana);
Izmantojiet, lai no rūdas noņemtu noteiktu metālu.
Atrisināti vingrinājumi par elektrolīzi
1. piemērs - (Vunesp) CuCℓ ūdens šķīdums2 tiek pakļauts elektrolīzei, izmantojot platīna elektrodus. Pareizais apgalvojums ir:
a) Katodā notiek kuona jonu reducēšanās2+.
b) Cu jonu oksidēšanās notiek pie anoda2+.
c) Katodā veidojas hlora gāze.
d) Platīna anoda daļa izšķīst, veidojot Pt2+.
e) Šīs elektrolīzes produkti būtu atšķirīgi, ja CuCl elektrolīze2 bija ugunīgs (kodolsintēze).
a) Pareizi. Kad CuCl2 ir izšķīdināts ūdenī, mums ir hidronija katijoni (H+) un vara II (Cu+2). Tā kā vara II katjons nepieder pie IA, IIA un IIIA saimes, tas ir samazināts.
b) Viltus, jo hlorīda anjons (Cl) anodē oksidējas-), kura sastāvā nav skābekļa un kas nav fluorīds (F-).
c) Nepatiesa, jo vara II katjona reducēšanās notiek katodā, tāpēc veidojas vara metāls.
d) Viltus, tā kā platīna vai grafīta elektrodi elektrolīzē veic tikai elektrību, tie nepiedalās procesā.
e) Viltus kā vara magnija hlorīda elektrolīze (CuCl2) būtu tieši tādi paši produkti kā ūdens, jo tajā esošie joni būtu varš II (Cu+2) un hlorīdu (Cl-1).
2. piemērs (UFRN) Apsveriet šādas sistēmas:
Es Izkausēts nātrija hlorīds;
II. Nātrija hlorīda ūdens šķīdums;
III. Kausēts nātrija hidroksīds;
IV. Nātrija hidroksīda ūdens šķīdums.
Tie, kas elektrolīzē var nodrošināt nātriju, ir:
a) tikai I un II.
b) tikai I un III.
c) tikai II un IV.
d) tikai III un IV.
e) I, II, III un IV.
Sistēmas, kas katodā piegādā metāla nātriju kā produktu, ir I un III.
I - Vienīgais barotnē esošais katjons ir nātrija katjons, tāpēc tikai tas var reducēties, veidojot metāla nātriju.
II- Šī sistēma nenodrošina metāla nātriju, jo nātrija hlorīds tika izšķīdināts ūdenī, tāpēc pa vidu mums ir nātrija katijoni (Na+) un hidronijs (H+) - tieši tas cieš samazinājumu, jo nātrijs pieder IA ģimenei.
III - Vienīgais barotnē esošais katjons ir nātrija katjons (jo materiāls ir ticis sapludināts), tāpēc tikai tas tiek reducēts, veidojot metālisku nātriju;
IV- Šī sistēma nenodrošina metāla nātriju, jo nātrija hidroksīds tika izšķīdināts ūdenī, tāpēc pa vidu mums ir nātrija katijoni (Na+) un hidronijs (H+) - tieši tas cieš samazinājumu, jo nātrijs pieder IA ģimenei.
Autors: Diogo Lopes Dias
