Электролиз это не спонтанный процесс, то есть процесс, который не происходит в природе, в котором вещества образуются посредством электрического разряда в соединениях, расплавленных или растворенных в воде. В этом процессе электрический ток достигает стеклянной емкости (электролитической емкости) с двумя инертными электродами (которые не страдают или окисление ни снижение) образованный графитом или платиной. Эти электроды подключены к источнику электричества (обычно барабаны) и погружают в соль или основание, расплавленные или растворенные в воде. Так же, как аккумулятору электролиза есть катод (где происходит восстановление) и анод (где происходит окисление).
Резюме
Электролиз - это не самопроизвольный процесс;
Могут образовываться простые или сложные вещества;
Это может происходить с расплавленным растворенным веществом (вулканический электролиз);
Это может произойти с растворенным веществом, растворенным в воде (водный электролиз);
Катион всегда восстанавливается на катоде;
Анион всегда окисляется на аноде.
Смотрите также:Получение алюминия электролизом
Виды электролиза
Это электролиз, который происходит, когда электрический разряд проводится на расплавленном ионном соединении. Ионное соединение образовано ионной связью, такой как соль или база неорганический. Когда мы говорим о расплавленном соединении, мы, в свою очередь, имеем в виду соединение, которое переходит из твердого состояния в жидкое.
- Пример магматического электролиза
Когда мы осуществляем синтез хлорида калия (KCl), эта соль подвергается процессу диссоциации, высвобождая катион калия (K+) и иодид-анион (l-).
Уравнение диссоциации хлорида калия
Когда электрический ток достигает электролитической ячейки с этими ионами, катион калия восстанавливается, образуя металлический калий (K), а анион йодида окисляется, образуя твердый йод (I2).
Уравнение образования твердого калия
Уравнение образования твердого йода
Это электролиз, который происходит, когда электрический разряд проводится на водном растворе (содержащем воду), образованном солью или неорганическим основанием.
- Пример водного электролиза
Когда мы растворяем хлорид натрия в воде, он диссоциирует, и вода подвергается ионизации:
Уравнения ионизации воды и диссоциации хлорида натрия.
Катион натрия (Na+) принадлежит к семейству IA, катион гидроксония (H+) проходит через разряд и восстанавливается, образуя газообразный водород (H2).
Уравнение образования газообразного водорода
Как хлорид (Cl-) не насыщен кислородом (не содержит кислорода) и не является фтором (F-), он выгружается, окисляя и образуя газообразный хлор (Cl2).
Уравнение образования газообразного хлора
Селективный ионный разряд
Во время процесса электролиза в водной среде (раствор, образованный водой и растворенным веществом) у нас всегда будет два катиона: гидроксоний из воды и любой другой из воды. диссоциация соли (пример растворенного вещества). У нас также будет два аниона: гидроксил, который поступает из воды, и еще один, полученный из соли.
Ионы от ионизации воды и диссоциации солей
- Селективный разряд катионов и анионов
Если катион из растворенного вещества принадлежит к семейству IA, IIA или IIIA, гидроксоний (H+) будет уменьшено;
Если катион, образующийся из растворенного вещества, не принадлежит к перечисленным выше семействам, он будет восстановлен.
Если анион из растворенного вещества имеет в своем составе кислород или является фторидом (F-), гидроксид (OH-) подвергнется окислению;
-
Если анион из растворенного вещества не имеет вышеуказанных характеристик, он подвергнется окислению.
Не останавливайся сейчас... После рекламы есть еще кое-что;)
Известно, что вода обладает способностью самоионизироваться с образованием ионов гидроксония (H+) и гидроксид (OH-), но эта ионизация весьма ограничена. Этот факт подтверждается неэффективностью чистой воды в проведении электрического тока.
Такой как электролиз включает электрический разряд, чтобы выполнить электролиз воды, необходимо растворить растворенное вещество, который способствует селективному сбросу гидроксония и гидроксида (как показано в теме о сбросе выборочный).
Если добавить сульфат натрия (Na2ТОЛЬКО4), например, в середине у нас будут катионы натрия (Na+) и гидроксоний (H+), а также гидроксид-анионы (OH-) и сульфат (SO4-2). Таким образом, когда электрический ток поступает в электролитическую емкость:
гидроксоний будет высвобождаться, восстанавливаясь, потому что натрий принадлежит к семейству IA;
Уравнение образования газообразного водорода
гидроксид подвергнется разряду, окислению, потому что сульфат имеет в своем составе кислород.
Уравнение образования газообразного кислорода
Поскольку два иона (катион и анион), поступающие из воды, были разряжены, мы говорим, что произошел электролиз воды.
Смотри тоже: Количественные аспекты электролиза
Производство простых веществ, таких как газообразный водород (H2), газообразный кислород (O2) так далее.;
Производство сложных веществ, таких как гидроксид натрия (NaOH), серная кислота (H2ТОЛЬКО4) так далее;
Покрытие детали определенным металлом, например медью (медью) и золотом (позолота);
Используйте для удаления определенного металла из руды.
Решенные упражнения по электролизу
Пример 1 - (Вунесп) Водный раствор CuC2 подвергается электролизу с использованием платиновых электродов. Правильное утверждение:
а) Восстановление ионов Cu происходит на катоде2+.
б) Окисление ионов Cu происходит на аноде.2+.
в) На катоде образуется газообразный хлор.
г) Часть платинового анода растворяется, образуя Pt2+.
д) Продукты этого электролиза были бы другими, если бы электролиз CuCl2 был пламенным (слияние).
а) Правильно. Когда CuCl2 растворяется в воде, мы имеем катионы гидроксония (H+) и медь II (Cu+2). Поскольку катион меди II не принадлежит к семействам IA, IIA и IIIA, он восстанавливается.
б) Неверно, так как хлорид-анион (Cl) окисляется на аноде.-), который не имеет в своем составе кислорода и не является фторидом (F-).
c) Неверно, потому что восстановление катиона меди II происходит на катоде, следовательно, происходит образование металлической меди.
г) Неверно, поскольку платиновые или графитовые электроды при электролизе проводят только электричество, они не участвуют в процессе.
д) Ложь, так как магматический электролиз хлорида меди II (CuCl2) будет представлять те же продукты, что и водный, поскольку присутствующие ионы будут медью II (Cu+2) и хлорид (Cl-1).
Пример 2- (УФРН) Рассмотрим следующие системы:
Я. Расплав хлорида натрия;
II. Водный раствор натрия хлорида;
III. Плавленый гидроксид натрия;
IV. Водный раствор гидроксида натрия.
Те, которые могут обеспечить натрий при электролизе, это:
а) только I и II.
б) только I и III.
в) только II и IV.
г) только III и IV.
д) I, II, III и IV.
Системы, которые поставляют металлический натрий в качестве продукта на катод, - это I и III.
I. Единственный катион, присутствующий в среде, - это катион натрия, поэтому только он может восстанавливаться, образуя металлический натрий.
II- Эта система не предоставляет металлический натрий, потому что хлорид натрия был растворен в воде, следовательно, в середине присутствуют катионы натрия (Na+) и гидроксоний (H+) - это тот, кто страдает редукцией, так как натрий относится к семейству IA.
III- Единственный катион, присутствующий в среде, - это катион натрия (поскольку материал подвергался плавлению), поэтому только он подвергается восстановлению, образуя металлический натрий;
IV- Эта система не предоставляет металлический натрий, потому что гидроксид натрия был растворен в воде, поэтому в середине мы имеем присутствие катионов натрия (Na+) и гидроксоний (H+) - это тот, кто страдает редукцией, так как натрий относится к семейству IA.
Автор: Диого Лопес Диас
