Hva er magmatisk elektrolyse?

magmatisk elektrolyse er et kjemisk fenomen der a ionisk forbindelse hvilken som helst (salt eller base, for eksempel), etter å ha gjennomgått fusjonsprosessen (endre fra fast tilstand til tilstand væske), utsettes for en ekstern elektrisk strøm, som fører til produksjon av to nye stoffer kjemisk.

Når saltet gjennomgår fusjonsprosessen, gjennomgår det den såkalte dissosiasjon ionisk, der den frigjør et kation og et anion, som i ligningen representert nedenfor:

XY_(s) → X⁺₍₁₎ + Y^-₍₁₎

Etter fusjon, når elektrisk strøm passerer gjennom dette mediet, blir de frigjorte ionene utladet, som beskrevet nedenfor.

• anionet gjennomgår oksidasjon, mister elektroner og danner en enkel substans, som representert i ligningen nedenfor:

Y^-₍₁₎ → Y₂ + 2 og

I denne prosessen frigjøres 2 mol elektroner, fordi det er behov for 2 mol anion Y^- for å danne molekylær Y (vanligvis med atomicitet 2, Y₂). Så, ligningen din kan skrives som følger:

2 år^-₍₁₎ → Y₂ + 2 og

• kationet gjennomgår reduksjon, skaffer seg elektroner og danner en enkel (metallisk) substans, i henhold til ligningen nedenfor:

X⁺₍₁₎ + og → X_(s)

Siden antallet elektroner i oksidasjonen må være lik antall elektroner i reduksjonen, må vi multiplisere ligningen ovenfor med 2, noe som resulterer i:

2 X⁺₍₁₎ + 2 og → 2 X_(s)

Den globale ligningen som representerer magmatisk elektrolyse er bygget fra summen av fusjonsligningene, oksidasjon og reduksjoneliminerer alle elementene som gjentas i reaktanten i den ene ligningen og i produktet av den andre.

Fusion: 2 XY_(s) → 2X⁺₍₁₎ + 2Y^-₍₁₎

Fusjonsligningen ble multiplisert med 2 for å tilsvare mengden ioner med hensyn til oksidasjons- og reduksjonsligningene.

Fusion: 2 XY_(s) → 2X⁺₍₁₎ + 2Y^-₍₁₎

Oksidasjon: 2 Y^-₍₁₎ → Y₂ + 2 og

Reduksjon: 2 X⁺₍₁₎ + 2 og → 2 X_(s)

Global for elektrolyse: 2 XY_(s) → Y₂ + 2 X_(s)

Se trinn for trinn magmatisk elektrolyse med noen eksempler:

1. eksempel: Igneøs elektrolyse av natriumklorid (NaCl)

Første trinn: Smelting av natriumklorid ved oppvarming av saltet.

NaCl_(s) → I⁺₍₁₎ + Cl^-₍₁₎

2. etappe: Oksidasjon av kloridkationen (Cl^-).

Cl^-₍₁₎ → Cl_{2 (g)} + 2 og

Merk at 2 mol elektroner frigjøres, fordi 2 mol kloridanion er nødvendig for å danne molekylært klor (Cl₂). Slik sett kan ligningen skrives:

2 Cl^-₍₁₎ → Cl_{2 (g)} + 2 og

3. etappe: Reduksjon av natriumkation (Na⁺).

På⁺₍₁₎ + og → I_(s)

Siden antallet elektroner i oksidasjonen må være lik antall elektroner i reduksjonen, må vi multiplisere ligningen ovenfor med 2, noe som resulterer i:

2 inn⁺₍₁₎ + 2 og → 2 In_(s)

4. trinn: Omskriv av fusjonsligningen.

Ettersom antall kation og anion har endret seg, må vi multiplisere ligningen oppnådd i første trinn med 2.

2 NaCl_(s) → 2 In⁺₍₁₎ + 2 Cl^-₍₁₎

5. etappe: Montering av den globale ligningen til magmatisk elektrolyse.

2 NaCl_(s) → 2 In⁺₍₁₎ + 2 Cl^-₍₁₎

2 Cl^-₍₁₎ → Cl_{2 (g)} + 2 og

2 inn⁺₍₁₎ + 2 og → 2 In_(s)

For å samle denne globale ligningen, er det bare å eliminere elementet som vises i reagenset til ett trinn og produktet av et annet, som i tilfellet med Na⁺, Cl^- og elektroner. Så den globale ligningen vil være:

2 NaCl_(s) → Cl_{2 (g)} + 2 inn_(s)

2. eksempel: Igneøs elektrolyse av aluminiumbromid (AlBr₃)

Første trinn: Fusjon av natriumklorid fra saltoppvarming.

AlBr_{3 (r)} → Al⁺³₍₁₎ + 3Br^-₍₁₎

Som i saltformelen, er det tre bromatomer (Br), så 3 mol av bromidanionet (Br) frigjøres^-).

2. etappe: Bromidkationoksidasjon (Br^-).

3Br^-₍₁₎ → br_{2 (1)} + 3 og

I denne prosessen frigjøres 2 mol elektroner, fordi det kreves 2 mol bromidanion for å danne molekylært brom (Br₂). Så, for å tilsvare antall mol brom, må vi bruke koeffisienten 3/2 for forbindelsen Br₂:

3Br^-₍₁₎ → 3/2 Br_{2 (1)} + 3 og

3. etappe: Reduksjon av aluminiumskation (Al⁺³).

Al⁺³₍₁₎ + 3 og → Al_(s)

Siden antallet elektroner i oksidasjonen må være lik antallet elektroner i reduksjonen, må vi multiplisere ligningen ovenfor med 2, noe som resulterer i:

2 Al⁺³₍₁₎ + 6 og → 2 Al_(s)

4. trinn: Bromidligningskorreksjon.

Som i aluminiumligningen brukes seks elektroner, så i bromidligningen må det også være seks elektroner. For å gjøre dette må vi multiplisere ligningen med 2, noe som resulterer i:

6 Br^-₍₁₎ → 3 Br_{2 (1)} + 6 og

5. etappe: Montering av den globale magmatiske elektrolyse ligningen.

2 AlBr_{3 (r)} → 2 Al⁺³₍₁₎ + 6 Br^-₍₁₎

6 Br^-₍₁₎ → 3 Br_{2 (1)} + 6 og

2 Al⁺³₍₁₎ + 6 og → 2 Al_(s)

For å samle denne globale ligningen, er det bare å eliminere elementet som vises i reagenset til ett trinn og produktet av et annet, som i tilfellet med Al⁺³, br^- og elektroner. Så den globale ligningen vil være:

2 AlBr_{3 (r)} → 3Br_{2 (1)} + 2 Al_(s)

Av meg. Diogo Lopes Dias

Kilde: Brasilskolen - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-eletrolise-ignea.htm