I teksten "Igneøs elektrolyse”, Ble det forklart at denne prosessen skjer når en elektrisk strøm føres i et smeltet stoff (i flytende tilstand), uten tilstedeværelse av vann og på denne måten mottar kationen elektroner og anionen donerer elektroner, slik at begge har en elektrisk ladning lik null og energi akkumulert.
For å bedre forstå hvordan magmatisk elektrolyse oppstår, la oss vurdere et av de viktigste eksemplene på denne typen prosesser, elektrolyse av natriumklorid eller bordsalt (NaCl).
Natriumklorid dannes i naturen gjennom overføring av et elektron fra natrium (Na) til klor (Cl), i henhold til reaksjonen nedenfor:
2Na (s) + 1Cl2(g) → 2NaCl (s)
Denne prosessen er spontan, men den omvendte prosessen med denne reaksjonen er ikke spontan, det vil si produksjonen av klorgass (Cl2(g) - figur nedenfor) og metallisk natrium (Na (s)) forekommer ikke i naturen. Hvis vi vil at dette skal skje, må vi starte prosessen.
Dette kan gjøres ved magmatisk elektrolyse. Saltet oppvarmes til en temperatur over 800,4 ° C, som er dets smeltepunkt; og på denne måten smelter den sammen og går fra fast til væske. I denne fysiske tilstanden, Na-ionene dine
+ og Cl- er fri.Det smeltede saltet blir deretter plassert i en beholder, den elektrolytiske beholderen, og to inerte platina- eller grafittelektroder dyppes i natriumkloridet. Disse elektrodene er koblet til en kilde som genererer likestrøm, for eksempel et batteri eller en celle.
Med passering av elektrisk strøm skjer følgende:
- Den negative polen på batteriet eller cellen tilfører elektroner til en av elektrodene, som blir katoden;
- Katode: mottar elektronene fra cellen og blir den negative polen, og tiltrekker seg Na-kationene+, fordi motsatte ladninger tiltrekker seg. Disse ionene mottar elektronene fra elektroden (katoden) og deres reduksjon skjer og danner metallisk natrium:
Reduksjon:På+(ℓ) + og- → I(s)
Metallisk natrium avsettes på toppen av elektroden og sendes til et reservoar.
- Anode: blir positivt ladet og tiltrekker seg kl anioner- (derfor kalles det anode). Disse ionene mister elektronene når de kommer i kontakt med anoden, og derfor gjennomgår de oksidasjon og danner kloratomer, som umiddelbart kombinerer to og to for å danne klorgass:
Oksidasjon:2Cl-(ℓ) → 2 og- + 1Cl2(g)
Denne gassen bobler rundt anoden og samles opp av et glassrør tilpasset systemet.
Dermed er den totale reaksjonen som oppstår i dette tilfellet gitt av:
Katode: 2Na+(ℓ) + 2e- → 2Na(s)
Anode: 2Cl-(ℓ) → 2 og- + 1Cl2(g) ____________
Global reaksjon: 2Na+(ℓ) + 2Cl-(ℓ) → 2Na(s) + 1Cl2(g)
Et annet viktig aspekt å være klar over, som ble fremhevet på slutten av den nevnte teksten (Igneous Electrolysis), er at for elektrolyse oppstår, må cellen eller batteriet som brukes til å generere den elektriske strømmen ha en ddp (potensialforskjell) som er lik eller større enn potensialforskjellen til reaksjon.
La oss se på dette i tilfelle av natriumklorid-elektrolyse vi vurderer. For å finne ut den potensielle forskjellen i denne reaksjonen, er det nok å redusere katodens standardreduksjonspotensial med anodens. Dette er forklart i teksten. Potensiell forskjell på et batteri .
Gjennom tabellen over standard reduksjonspotensialer (E0rød), vi vet at:
På+(ℓ) + og- → I(s) OG0rød = -2,71
2Cl-(ℓ) → 2 og- + 1Cl2(g) OG0rød = +1,36
Nå er det bare å redusere disse verdiene for å vite den potensielle forskjellen i den globale reaksjonen:
∆Og0 = OG0rød (katode) - OG0rød (anode)
∆Og0 = -2,71 – (+ 1,36)
∆Og0 = - 4,07 V.
Derfor betyr dette at cellen eller batteriet som skal brukes, må ha en spenning lik eller større enn 4,07 V for å utføre den magmatiske elektrolysen av natriumklorid.
Den negative verdien indikerer bare at det er en ikke-spontan prosess.. Når det gjelder batterier, som er en spontan prosess, vil den elektromotoriske kraftverdien (∆E0) gir alltid positivt.
Av Jennifer Fogaça
Uteksamen i kjemi
Kilde: Brasilskolen - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/eletrolise-Ignea-cloreto-sodio.htm
