Електролиза то је неспонтани процес, односно онај који се не јавља природно, у коме се супстанце формирају помоћу електричног пражњења у једињењима растопљеним или раствореним у води. У овом процесу електрична струја долази до стаклене посуде (електролитског резервоара) која има две инертне електроде (које не трпе или оксидација нити смањење) који чине графит или платина. Ове електроде су повезане са електричним извором (обично а бубњеви) и умочен у сол или базу растопљен или растворен у води. Баш као и батерија, електролиза има катоду (где долази до редукције) и аноду (где долази до оксидације).
Резиме
Електролиза је неспонтани процес;
Могу се формирати једноставне или композитне супстанце;
Може се десити са растопљеном раствором (магматска електролиза);
Може се десити са раствореном течном супстанцом раствореном у води (водена електролиза);
Катион увек пролази на редукцији на катоди;
Анион увек пролази оксидацију на аноди.
Погледајте такође:Добијање алуминијума из електролизе
Врсте електролизе
То је електролиза која се јавља када се електрично пражњење врши на растопљеном јонском једињењу. Јонско једињење је оно настало јонском везом, као што је со или а база неорганске. Када говоримо о растопљеном једињењу, ми заузврат мислимо на једињење које прелази из чврстог у течно стање.
- Пример магматске електролизе
Када извршимо фузију калијум-хлорида (КЦл), ова со пролази кроз процес дисоцијације, ослобађајући калијум-катион (К+) и јодид анион (л-).
Једначина дисоцијације за калијум хлорид
Када електрична струја дође до електролитичке ћелије са овим јонима, калијум калијум се смањује, формирајући метални калијум (К), а јодид анион оксидује, формирајући чврсти јод (И2).
Једначина формирања чврстог калијума
Једначина формирања чврстог јода
То је електролиза која се јавља када се електрично пражњење врши на воденом раствору (има воду) насталу од соли или неорганске базе.
- Пример водене електролизе
Када растворимо натријум-хлорид у води, он се дисоцира и вода пролази кроз јонизацију:
Јонисање воде и једначине дисоцијације натријум хлорида
Као катион натријума (На+) припада породици ИА, хидронијевом катиону (Х+) пролази кроз пражњење и подвргава се редукцији, формирајући гас водоник (Х2).
Једначина формирања водоничних гасова
Као хлорид (Цл-) није кисеоник (нема кисеоник) и није флуорид (Ф.-), испушта се, оксидира и ствара гасовити хлор (Цл2).
Једначина формирања хлорових гасова
Селективно пражњење јона
Током процеса електролизе у воденом медијуму (раствор који формирају вода и раствор), увек ћемо имати два катиона: хидронијум из воде и било који други из дисоцијација соли (пример растворене супстанце). Такође ћемо имати два аниона: хидроксил који долази из воде и још један који долази из соли.
Јони из јонизације воде и дисоцијације соли
- Селективно пражњење за катионе и анионе
Ако катион из растворене супстанце припада породици ИА, ИИА или ИИИА, хидронијум (Х+) ће се смањити;
Ако катион који долази из растворене супстанце не припада горе поменутим породицама, претрпеће смањење.
Ако анион из растворене супстанце има у свом саставу кисеоник или је флуорид (Ф-), хидроксид (ОХ-) ће проћи кроз оксидацију;
-
Ако анион из растворене супстанце нема горе наведене карактеристике, подлеже оксидацији.
Не заустављај се сада... После оглашавања има још;)
Познато је да вода има способност самојонизације, производећи јоне хидронијума (Х+) и хидроксида (ОХ-), али је ова јонизација прилично ограничена. Ова чињеница се доказује неефикасношћу чисте воде у спровођењу електричне струје.
Као такав електролиза укључује електрично пражњење, да би се извршила електролиза воде, потребно је растворити растворљену супстанцу што фаворизује селективно пражњење хидронијума и хидроксида (као што се види у теми о испуштању селективни).
Ако додамо натријум сулфат (На2САМО4), на пример, у средини ћемо имати катионе натријума (На+) и хидронијума (Х.+), као и хидроксидни ањони (ОХ-) и сулфата (СО4-2). Дакле, када електрична струја стигне у електролитски резервоар:
хидронијум ће се испразнити, редукујући, јер натријум припада породици ИА;
Једначина формирања водоничних гасова
хидроксид ће се подврћи пражњењу, оксидацији, јер сулфат има кисеоник у свом саставу.
Једначина формирања кисеоничних гасова
Како су се два јона (катион и анион) који су долазили из воде празнили, кажемо да је дошло до електролизе воде.
Види и ти: Квантитативни аспекти електролизе
Производња једноставних супстанци попут гаса водоника (Х2), гас са кисеоником (О.2) итд .;
Производња композитних супстанци као што су натријум хидроксид (НаОХ), сумпорна киселина (Х2САМО4) итд;
Облагање дела одређеним металом, као што су бакар (бакар) и злато (позлата);
Користите за уклањање одређеног метала из руде.
Решене вежбе из електролизе
Пример 1 - (Вунесп) Водени раствор ЦуЦℓ2 је подвргнут електролизи, користећи платинске електроде. Тачна изјава је:
а) На катоди се јавља редукција јона Цу2+.
б) На аноди се јавља оксидација Цу јона2+.
в) На катоди се ствара гасовити хлор.
г) Део платинске аноде се раствара, формирајући Пт2+.
е) Производи ове електролизе били би другачији када би електролиза ЦуЦл2 била ватрена (фузија).
а) Тачно. Када је ЦуЦл2 раствара се у води, имамо хидронијеве катионе (Х+) и бакар ИИ (Цу+2). Како катион бакра ИИ не припада породицама ИА, ИИА и ИИИА, он је редукован.
б) Нетачно, јер се хлоридни анион (Цл) оксидује на аноди-), који у свом саставу нема кисеоник и није флуорид (Ф-).
в) Нетачно, јер се на катоди јавља редукција катјона бакра ИИ, према томе долази до стварања метала бакра.
д) Нетачно, јер електроде од платине или графита у електролизи само проводе електричну енергију, оне не учествују у процесу.
д) Нетачно, као магматска електролиза бакар-хлорида ИИ (ЦуЦл2) представио би потпуно исте производе као и водени, јер би присутни јони били бакар ИИ (Цу+2) и хлорид (Цл-1).
Пример 2- (УФРН) Размотрите следеће системе:
И. Растопљени натријум хлорид;
ИИ. Водени раствор натријум хлорида;
ИИИ. Спојени натријум хидроксид;
ИВ Водени раствор натријум хидроксида.
Они који могу да обезбеде натријум, када су подвргнути електролизи, су:
а) само И и ИИ.
б) само И и ИИИ.
в) само ИИ и ИВ.
г) само ИИИ и ИВ.
д) И, ИИ, ИИИ и ИВ.
Системи који доводе метални натријум као производ на катоди су И и ИИИ.
И- Једини катион који је присутан у медијуму је катион натријума, па се само он може редуковати, формирајући метални натријум.
ИИ- Овај систем не пружа метални натријум, јер је натријум-хлорид растворен у води, па у средини имамо присуство натријумових катионова (На+) и хидронијума (Х.+) - ово је онај који трпи редукцију, јер натријум припада породици ИА.
ИИИ- Једини катион који је присутан у медијуму је натријум-катион (јер је материјал подвргнут фузији), дакле, само он пролази кроз редукцију, формирајући метални натријум;
ИВ- Овај систем не пружа метални натријум јер је натријум хидроксид растворен у води, па у средини имамо присуство натријумових катионова (На+) и хидронијума (Х.+) - ово је онај који трпи редукцију, јер натријум припада породици ИА.
Ја сам, Диого Лопес Диас
