Электролиз магматического хлорида натрия. Электролиз соли

В тексте "Магматический электролиз», Было объяснено, что этот процесс происходит при пропускании электрического тока в расплавленном веществе (в жидком состоянии) без присутствия вода, и, таким образом, катион получает электроны, а анион отдает электроны, так что оба имеют электрический заряд, равный нулю, и энергию накоплено.

Чтобы лучше понять, как происходит магматический электролиз, давайте рассмотрим один из наиболее важных примеров этого типа процесса - электролиз хлорида натрия или поваренной соли (NaCl).

Хлорид натрия образуется в природе в результате передачи электрона от натрия (Na) к хлору (Cl) в соответствии с реакцией, приведенной ниже:

2Na (с) + 1Cl₂(г) → 2NaCl (т)

Этот процесс является спонтанным, но обратный процесс этой реакции не является спонтанным, то есть образование газообразного хлора (Cl₂(g) - рисунок ниже) и металлический натрий (Na (s)) в природе не встречается. Если мы хотим, чтобы это произошло, нам придется начать процесс.

Это можно сделать с помощью магматического электролиза. Соль нагревается до температуры выше 800,4 ° C, что является ее температурой плавления; и таким образом он сливается, переходя из твердого состояния в жидкое. В этом физическом состоянии ваши ионы Na

⁺ и Cl^- свободны.

Затем расплав соли помещают в контейнер, электролитический сосуд, и два инертных платиновых или графитовых электрода погружают в хлорид натрия. Эти электроды подключены к источнику, генерирующему постоянный электрический ток, например к батарее или элементу.

При прохождении электрического тока происходит следующее:

• Отрицательный полюс батареи или элемента подает электроны к одному из электродов, который становится катодом;
• Катод: принимает электроны из ячейки и становится отрицательным полюсом, притягивая катионы Na.⁺, потому что притягиваются противоположные заряды. Эти ионы получают электроны от электрода (катода), и происходит их восстановление с образованием металлического натрия:

Снижение:В⁺_(ℓ) + и^- → В_(s)

Металлический натрий откладывается поверх электрода и отправляется в резервуар.

Не останавливайся сейчас... После рекламы есть еще кое-что;)

• Анод: становится положительно заряженным, привлекая анионы Cl^- (поэтому он называется анодом). Эти ионы теряют свои электроны, когда они вступают в контакт с анодом, и, следовательно, подвергаются окислению, образуя атомы хлора, которые немедленно объединяются по два с образованием газообразного хлора:

Окисление:2Cl^-_(ℓ) → 2 и^- + 1Cl₂(грамм)

Этот газ пузырится вокруг анода и собирается стеклянной трубкой, адаптированной к системе.

Таким образом, общая реакция, возникающая в этом случае, определяется следующим образом:

Катод: 2Na⁺_(ℓ) + 2e^- → 2Na_(s)
Анод: 2Cl^-_(ℓ) → 2 и^- + 1Cl₂(грамм) ____________
Глобальная реакция: 2Na⁺_(ℓ) + 2Cl^-_(ℓ) → 2Na_(s) + 1Cl₂(грамм)

Еще один важный аспект, о котором следует помнить, который был выделен в конце упомянутого текста («Магматический электролиз»), - это то, что для электролиза происходит, элемент или батарея, используемые для генерации электрического тока, должны иметь ddp (разность потенциалов), равную или превышающую разность потенциалов реакция.

Давайте посмотрим на это в случае электролиза хлорида натрия, который мы рассматриваем. Чтобы найти разность потенциалов этой реакции, достаточно уменьшить стандартный восстановительный потенциал катода на потенциал анода. Это объясняется в тексте. Возможная разница батареи .

Через таблицу стандартных восстановительных потенциалов (E⁰красный), мы знаем, что:

В⁺_(ℓ) + и^- → В_(s) А ТАКЖЕ⁰красный = -2,71
2Cl^-_(ℓ) → 2 и^- + 1Cl₂(g) И⁰красный = +1,36

Теперь просто уменьшите эти значения, чтобы узнать разность потенциалов глобальной реакции:

∆И⁰ = И⁰_{красный (катод)}  - А ТАКЖЕ⁰_{красный (анод)}
∆И⁰ = -2,71 – (+ 1,36)
∆И⁰ = - 4,07 В

Следовательно, это означает, что используемый элемент или батарея должны иметь напряжение, равное или превышающее 4,07 В для проведения воспламеняющегося электролиза хлорида натрия.

Отрицательное значение указывает только на то, что это не спонтанный процесс.. В случае батарей, что является спонтанным процессом, значение электродвижущей силы (∆E⁰) всегда дает позитив.

Дженнифер Фогача
Окончила химический факультет

Хотели бы вы использовать этот текст в учебе или учебе? Посмотрите:

FOGAÇA, Дженнифер Роча Варгас. «Электролиз магматического хлорида натрия»; Бразильская школа. Доступно в: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/eletrolise-Ignea-cloreto-sodio.htm. Доступ 28 июня 2021 г.

д) Это спонтанный окислительно-восстановительный процесс.