Водена електролиза: шта је, како, вежбе

ТХЕ водена електролиза је редокс реакција не спонтано који се јавља са проласком електрична струја кроз решење јони растворен у Вода. Да бисте је добро разумели, важно је знати шта је сама електролиза. Пратити!

Погледајте такође: Шта је магматска електролиза?

Шта је електролиза и чему служи?

Електролиза је назив хемијске редокс реакције која се јавља услед проласка електричне струје. Ова реакција се може догодити на два начина: а магматска електролиза и електролиза у воденом јонском раствору. Ово последње нас занима у овом тексту.

У обе врсте електролизе постоје јони, разлика је да је код првог типа јонско једињење цаст а у процесу нема воде, а у другом, као што назив каже, јонско једињење је растворен у води.

Не заустављај се сада... После оглашавања има још;)

Електролиза је хемијски поступак за који се користи добијање хемијски елементи (као метали, водоник, берилиј, хлор, између осталих), за поступак галванизације, као што су хромирање и никловање, а такође и за електролитско пречишћавање метала. Ако вас занима ова тема, прочитајте наш текст: Концепт електролизе.

Процес галванизације металних конструкција у цинковој купки.

Водена електролиза

У воденој електролизи имамо јонско једињење растворено у води, а ово, до дисоцијација или јонизација, ослобађа своје јоне у раствор, омогућавајући пролазак електричне струје. Поред јона које ослобађа јонско једињење, морамо узети у обзир и јоне из аутојонизација воде:

Х.₂О → Х.⁺ + ОХ^-

Будући да постоји потреба за електричном струјом да би се појавила електролиза, тада кажемо да је а неспонтани процес. што се дешава управо са супротно процесу који се види у стогу, који заузврат трансформише хемијску енергију добијену из реакције у производњу електричне енергије.

Како се јавља водена електролиза

Као што је већ речено, током водене електролизе морамо узети у обзир јони изведени из воде и јони изведени из раствореног једињења. Погледајте пример дисоцијације натријум хлорида:

НаЦл_(овде) → Ин⁺_(овде) + Кл^-_(овде)

Дакле, решење има два катиона (Х⁺ и на⁺) и два аниона (ОХ^- и Цл^-). Међутим, само један катион и један анион ће проћи оксидациону редукцију електричним пражњењем. Да бисмо идентификовали на коју од две ће то утицати, имамо приоритетни ред, представљени доле, у растућем редоследу:

- Катиони: Метали из породице 1,2 и 13 +

- ањони: Кисеоник и Ф аниони^- -

Дакле, на примеру електролиза у воденом раствору натријум хлорид, имамо да су јони Х.⁺ и Цл^- претрпеће електрично пражњење. Сада ћемо урадити анализирати онога што се дешава на сваком од полова:

• Катода и анода

На катода, негативни пол електролитичке ћелије, електрони допиру до електроде и ту мигрирају катиони присутни у раствору. Због тога се овде дешава пражњење Х катјона.⁺ и његово смањење, према следећој једначини:

2х⁺ + 2е → Х._{2 (г)}

На аноди, позитивном полу електролитичке ћелије, присутни су катјони у раствору Празне се и губе своје електроне. Зато што има приоритет преузимање преко ОХ^-, Цл^- мигрира на аноду, где се подвргава оксидацији према следећој једначини:

2Цл^-_(овде) → 2е + Кл_{2 (г)}

Можемо написати општу једначину процеса електролизе додајући реакције сваког корака процеса: дисоцијација; самојонизација воде; смањење катјона; и оксидација аниона.

НаЦл_(овде) → Ин⁺_(овде) + Кл^-_(овде)

Х.₂О → Х.⁺ + ОХ^-

2х⁺ + 2е → Х._{2 (г)}

2Цл^-_(овде) → 2е + Кл_{2 (г)}

Уравнотежујући једначине и уклањајући ставке које се понављају у реактантима и производима, имамо:

2НаЦл_(овде) + 2Х₂О._{(течност.)} → 2На⁺_(овде) + 2ОХ^-_(овде) + Х_{2 (г)} + Кл_{2 (г)}

Анализирајући глобалну једначину, јони На су још увек у решењу.⁺_(овде) и ох^-_(овде), формирајући каустичну сода (НаОХ), један од продуката реакције, поред водоник гас, настале на катоди, и гасни хлор, настала на аноди.

Погледајте такође:Квантитативни аспекти електролизе

решене вежбе

Питање 01 (УЕГ) Поцинковање је поступак који омогућава давање металне превлаке одређеном комаду. Испод је приказан експериментални апарат, постављен да омогући никловање кључа.

У процесу пресвлачења кључа никлом, догодиће се Кс реакција, представљена И реакцијом на пола. У овом случају, КСИ пар може бити представљен са:

а) редукција, Ни⁺ + 1е^– → Ни (с)

б) редукција, Ни (с) → Ни²⁺ + 2е^–

в) оксидација, Ни²⁺ + 2е^– → Ни (с)

г) оксидација, Ни (с) → Ни²⁺ + 2е^–

д) редукција, Ни²⁺ + 2е^– → Ни (с)

Резолуција: Слово е ". У раствору су присутни јони: катиони: Ни²⁺ и Х.⁺; ањони: СО₄^2- и ох^-. За катионе, Ни²⁺ има приоритет у пражњењу и, према томе, претрпеће смањење катоде, према једначини: Ни²⁺ + 2е^– → Ни (с).

Питање 02 (ФМАБЦ-СП) Размотрите следећи систем који се користи за пречишћавање металног бакра:

У овом процесу:

а) ИИ представља катоду на којој долази до оксидације.

б) ИИ представља аноду на којој долази до редукције.

в) И представља катоду на којој долази до оксидације.

г) И представља катоду на којој долази до редукције.

д) И представља аноду на којој долази до оксидације.

Резолуција: Слово е ". У електролизи, електрода повезана са позитивним полом генератора назива се анода и у њој аниони губе електроне и подвргавају се оксидацији, према једначини: Цу⁰ → Цу²⁺ + 2е.

Питање 03 (Фатец-СП) Да би хромирао челични прстен, студент је саставио електролитско коло, приказано на следећој слици, користећи извор једносмерне струје.

Током рада кола исправно је тврдити да се оно јавља

а) ослобађање гаса хлора на аноди и талога металног хрома на катоди.

б) ослобађање гаса хлора на катоди и таложење металног хрома на аноди.

в) ослобађање гаса кисеоника на аноди и таложење металне платине на катоди.

г) ослобађање гаса водоника на аноди и корозија металне платине на катоди.

е) ослобађање гаса водоника на катоди и корозија металног челика на аноди.

Резолуција: Слово а ". У раствору су присутни јони: катиони: Цр³⁺ и Х.⁺; ањони: Цл^- и ох^-. За катионе, Кр³⁺ има приоритет у пражњењу и, према томе, претрпеће редукцију на катоди, према једначини: Цр³⁺ + 3е^– → Цр (с).

За анионе, Цл- има приоритет у пражњењу и, према томе, подлеже оксидацији на аноди, према једначини: 2Цл^-_(овде) → 2е + Кл_{2 (г).}

Односно, на аноди (платинасти део) имаћемо ослобађање гаса хлора Цл_2, и, на катоди (челични прстен), таложење металног хрома.

Написао Вицтор Ферреира
Наставник хемије