V texte „Vyžarovacia elektrolýza”, Bolo vysvetlené, že tento proces nastáva, keď elektrický prúd prechádza v roztavenej látke (v kvapalnom stave) bez prítomnosti voda a týmto spôsobom katión prijíma elektróny a anión elektróny daruje, takže obidva majú elektrický náboj rovný nule a energiu nahromadený.
Aby sme lepšie pochopili, ako dochádza k magmatickej elektrolýze, zvážme jeden z najdôležitejších príkladov tohto typu procesu, elektrolýzu chloridu sodného alebo kuchynskej soli (NaCl).
Chlorid sodný sa v prírode vytvára prenosom elektrónu zo sodíka (Na) na chlór (Cl) podľa nasledujúcej reakcie:
2Na (s) + 1CI2(g) → 2NaCl (s)
Tento proces je spontánny, ale inverzný proces tejto reakcie nie je spontánny, to znamená výroba plynného chlóru (Cl2(g) - obrázok nižšie) a kovový sodík (Na (s)) sa v prírode nevyskytuje. Ak chceme, aby sa to stalo, budeme musieť začať proces.
To je možné dosiahnuť magmatickou elektrolýzou. Soľ sa zahreje na teplotu vyššiu ako 800,4 ° C, čo je jej teplota topenia; a týmto spôsobom sa spája, prechádza z pevnej látky do tekutej. V tomto fyzickom stave vaše ióny Na
+ a Cl- sú zadarmo.Roztavená soľ sa potom umiestni do nádoby, elektrolytickej nádoby a dve inertné platinové alebo grafitové elektródy sa ponoria do chloridu sodného. Tieto elektródy sú pripojené k zdroju generujúcemu jednosmerný elektrický prúd, napríklad k batérii alebo článku.
Pri prechode elektrického prúdu sa stane nasledovné:
- Záporný pól batérie alebo článku dodáva elektróny jednej z elektród, ktorá sa stáva katódou;
- Katóda: prijíma elektróny z bunky a stáva sa negatívnym pólom priťahujúcim katióny Na+, pretože opačné poplatky priťahujú. Tieto ióny prijímajú elektróny z elektródy (katódy) a dochádza k ich redukcii za vzniku kovového sodíka:
Zníženie:O+(ℓ) + a- → Vs
Na povrchu elektródy sa usadzuje kovový sodík, ktorý sa odvádza do zásobníka.
- Anóda: sa stáva kladne nabitým a priťahuje anióny Cl- (preto sa nazýva anóda). Tieto ióny strácajú elektróny, keď prichádzajú do kontaktu s anódou, a preto prechádzajú oxidáciou a vytvárajú atómy chlóru, ktoré sa okamžite kombinujú dva po druhom a vytvárajú plynný chlór:
Oxidácia:2Cl-(ℓ) → 2 a- + 1Cl2g)
Tento plyn prebubláva okolo anódy a je zachytávaný sklenenou trubicou prispôsobenou systému.
Celková reakcia, ktorá v tomto prípade nastane, je teda daná:
Katóda: 2Na+(ℓ) + 2e- → 2Nas
Anóda: 2Cl-(ℓ) → 2 a- + 1Cl2(g) ____________
Globálna reakcia: 2Na+(ℓ) + 2Cl-(ℓ) → 2Nas + 1Cl2g)
Ďalším dôležitým aspektom, ktorý si musíte uvedomiť a ktorý bol zdôraznený na konci spomenutého textu (Igneous Electrolýza), je ten, že pre elektrolýzu dôjde, musí mať článok alebo batéria použitá na generovanie elektrického prúdu ddp (potenciálny rozdiel) rovný alebo väčší ako potenciálny rozdiel reakcia.
Pozrime sa na to v prípade elektrolýzy chloridu sodného, o ktorej uvažujeme. Na zistenie potenciálneho rozdielu tejto reakcie stačí znížiť štandardný redukčný potenciál katódy o anódu. Toto je vysvetlené v texte. Potenciálny rozdiel batérie .
Prostredníctvom tabuľky štandardných redukčných potenciálov (E.0červená), vieme, že:
O+(ℓ) + a- → Vs A0červená = -2,71
2Cl-(ℓ) → 2 a- + 1Cl2g) A0červená = +1,36
Teraz stačí znížiť tieto hodnoty, aby ste poznali potenciálny rozdiel globálnej reakcie:
∆A0 = AND0červená (katóda) - A0červená (anóda)
∆A0 = -2,71 – (+ 1,36)
∆A0 = - 4,07 V
To znamená, že bunka alebo batéria, ktoré sa budú používať, musia mať na uskutočnenie magmatickej elektrolýzy chloridu sodného napätie najmenej 4,07 V.
Záporná hodnota iba naznačuje, že ide o spontánny proces.. V prípade batérií, čo je spontánny proces, je hodnota elektromotorickej sily (∆E0) dáva vždy pozitívne.
Autor: Jennifer Fogaça
Vyštudoval chémiu
Zdroj: Brazílska škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/eletrolise-Ignea-cloreto-sodio.htm
