stollingselektrolyse is een chemisch fenomeen waarbij a Ionische verbinding elke (zout of base bijvoorbeeld), na het fusieproces te hebben ondergaan (verandering van vaste toestand naar toestand) vloeistof), wordt onderworpen aan een externe elektrische stroom, wat leidt tot de productie van twee nieuwe stoffen chemisch.
Wanneer het zout het fusieproces ondergaat, ondergaat het de zogenaamde dissociatie ionisch, waarbij het een kation en een anion afgeeft, zoals in de onderstaande vergelijking:
XY(en) → X+(1) + Ja-(1)
Na fusie, wanneer elektrische stroom door dit medium gaat, worden de vrijgekomen ionen ontladen, zoals hieronder beschreven.
het anion ondergaat oxidatie, waarbij elektronen verloren gaan en een eenvoudige substantie wordt gevormd, zoals weergegeven in de onderstaande vergelijking:
Y-(1) → Ja2 + 2 en
Bij dit proces komt 2 mol elektronen vrij, omdat er 2 mol anion Y nodig is- om de moleculaire Y te vormen (meestal met atomiciteit 2, Y2). Je vergelijking kan dus als volgt worden geschreven:
2 jaar-(1) → Ja2 + 2 en
het kation ondergaat reductie, waarbij elektronen worden verkregen en een eenvoudige (metaalachtige) substantie wordt gevormd, volgens de onderstaande vergelijking:
X+(1) + en → X(en)
Aangezien het aantal elektronen in de oxidatie gelijk moet zijn aan het aantal elektronen in de reductie, moeten we bovenstaande vergelijking met 2 vermenigvuldigen, wat resulteert in:
2 X+(1) + 2 en → 2 X(en)
De globale vergelijking die de. vertegenwoordigt stollingselektrolyse is opgebouwd uit de som van de fusievergelijkingen, oxidatie en reductie, waarbij alle items worden geëlimineerd die worden herhaald in de reactant van de ene vergelijking en in het product van de andere.
Fusie: 2 XY(en) → 2X+(1) + 2Y-(1)
De fusievergelijking werd vermenigvuldigd met 2 om gelijk te zijn aan de hoeveelheid ionen met betrekking tot de oxidatie- en reductievergelijkingen.
Fusie: 2 XY(en) → 2X+(1) + 2Y-(1)
Oxidatie: 2 jaar-(1) → Ja2 + 2 en
Reductie: 2 X+(1) + 2 en → 2 X(en)
Globaal van elektrolyse: 2 XY(en) → Ja2 + 2 X(en)
Bekijk de stap voor stap stollingselektrolyse met enkele voorbeelden:
1e voorbeeld: Stollingselektrolyse van natriumchloride (NaCl)
1e stap: Smelten van natriumchloride door het zout te verhitten.
NaCl(en) → In+(1) + Cl-(1)
2e etappe: Oxidatie van het chloride-kation (Cl-).
kl-(1) → Cl2(g) + 2 en
Merk op dat er 2 mol elektronen vrijkomen, omdat er 2 mol chloride-anion nodig zijn om moleculair chloor te vormen (Cl2). In die zin kan de vergelijking worden geschreven:
2 Kl-(1) → Cl2(g) + 2 en
3e etappe: Vermindering van natriumkation (Na+).
Bij+(1) + en → In(en)
Aangezien het aantal elektronen in de oxidatie gelijk moet zijn aan het aantal elektronen in de reductie, moeten we bovenstaande vergelijking met 2 vermenigvuldigen, wat resulteert in:
2 in+(1) + 2 en → 2 In(en)
4e etappe: Herschrijf de fusievergelijking.
Aangezien het aantal kationen en anionen is veranderd, moeten we de vergelijking verkregen in de 1e stap vermenigvuldigen met 2.
2 NaCl(en) → 2 in+(1) + 2 Cl-(1)
5e etappe: Montage van de globale vergelijking van de equation stollingselektrolyse.
2 NaCl(en) → 2 in+(1) + 2 Cl-(1)
2 Kl-(1) → Cl2(g) + 2 en
2 in+(1) + 2 en → 2 In(en)
Om deze globale vergelijking samen te stellen, elimineert u gewoon het item dat voorkomt in het reagens van de ene stap en het product van een andere, zoals in het geval van Na+, Cl- en elektronen. De globale vergelijking wordt dus:
2 NaCl(en) → Cl2(g) + 2 In(en)
2e voorbeeld: stollingselektrolyse van aluminiumbromide (AlBr3)
1e stap: Natriumchloridefusie door zoutverwarming.
AlBr3(en) → Al+3(1) + 3Br-(1)
Zoals in de zoutformule zijn er drie broom (Br) atomen, dus er komen 3 mol van het bromide anion (Br) vrij-).
2e etappe: Bromide kation oxidatie (Br-).
3Br-(1) → br2(1) + 3 en
Bij dit proces komen 2 mol elektronen vrij, omdat er 2 mol bromide-anion nodig zijn om moleculair broom te vormen (Br2). Dus, om het aantal mol broom te evenaren, moeten we de coëfficiënt 3/2 gebruiken voor de verbinding Br2:
3Br-(1) → 3/2 Br2(1) + 3 en
3e etappe: Vermindering van aluminiumkation (Al+3).
Al+3(1) + 3 en → Al(en)
Aangezien het aantal elektronen in de oxidatie gelijk moet zijn aan het aantal elektronen in de reductie, moeten we bovenstaande vergelijking met 2 vermenigvuldigen, wat resulteert in:
2 Al+3(1) + 6 en → 2 Al(en)
4e etappe: Bromide vergelijking correctie.
Zoals in de aluminiumvergelijking worden zes elektronen gebruikt, dus in de bromidevergelijking moeten er ook zes elektronen zijn. Om dit te doen, moeten we de vergelijking met 2 vermenigvuldigen, wat resulteert in:
6 Br-(1) → 3 Br2(1) + 6 en
5e etappe: Montage van de globale stollingselektrolysevergelijking.
2 AlBr3(en) → 2 Al+3(1) + 6 Br-(1)
6 Br-(1) → 3 Br2(1) + 6 en
2 Al+3(1) + 6 en → 2 Al(en)
Om deze globale vergelijking samen te stellen, elimineert u gewoon het item dat voorkomt in het reagens van de ene stap en het product van een andere, zoals in het geval van Al+3, br- en elektronen. De globale vergelijking wordt dus:
2 AlBr3(en) → 3Br2(1) + 2 Al(en)
Door mij Diogo Lopes Dias
Bron: Brazilië School - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-eletrolise-ignea.htm