Шта је електролиза?

Електролиза је физичко-хемијски процес који користи електричну енергију из било ког извора (као што је батерија или батерија) да присили појаву хемијске реакције да би произвела једноставне или композитне супстанце које се у природи не могу наћи или их нема у великим количинама.

Приказ склопа било ког система за електролизу

Током електролизе, катјон се подвргава редукцији на катоди, а анион оксидацији на аноди. То се дешава електричним пражњењем које обезбеђује спољни извор. Тако у електролизи имамо не-спонтану реакцију оксидације и редукције.

Сада схватите два начина на која се јавља електролиза:

У овој врсти електролизе користимо а јонска супстанца у течном стању у електролитској посуди. Када се јонска супстанца (КСИ) подвргне фузији, она пролази кроз процес дисоцијација, као што је представљено у наставку:

Затим, када је извор напајања укључен, катион (Кс⁺) креће се према катоди, а аниони (И^-) кретати се према аноди. Тиме:

На катоди: катиони примају електроне (подвргавају се редукцији) и трансформишу се у стабилну супстанцу (Кс), процес представљен следећом једначином:

На аноди: аниони губе електроне (подвргавају се оксидацији) и постају стабилна супстанца (Кс), процес представљен следећом једначином:

а) Пример магматске електролизе

Као пример, следите сада магматску електролизу натријум хлорид (НаЦл). Када се натријум хлорид (НаЦл) подвргне фузији, он пролази кроз процес дисоцијације, као што је приказано доле:

Затим, када је извор напајања укључен, катион (На⁺) креће се према катоди, а аниони (Цл^-) кретати се према аноди. Тиме:

На катоди: катиони у⁺ они примају електроне (подвргавају се редукцији) и постају стабилна супстанца (На, који је чврсти метал), процес представљен једначином доле:

На аноди: ањони Цл^- губе електроне (подвргавају се оксидацији) и постају стабилна супстанца (Цл₂, који је гасовит), процес представљен једначином испод:

Шема која приказује магматску електролизу НаЦл

Дакле, у магматској електролизи натријум-хлорида имамо стварање металног натријума (На) и гасовитог хлора (Цл₂).

У овој врсти електролизе користимо јонску супстанцу растворену у води, унутар електролитског резервоара. Дакле, пре извођења електролизе прво помешамо супстанцу (обично сол неоргански) у води да би проузроковао његову дисоцијацију (ослобађање катјона и аниона), као што је приказано доле:

Разлика у односу на магматску електролизу је у томе што поред јона из дисоцијације имамо и јоне из самојонизације воде. У својој самојонизацији, вода ствара хидронијум-катион (Х⁺) и хидроксид анион (ОХ^-), као у доњој једначини:

Дакле, унутар електролитске посуде имамо два катиона (један из супстанце јонски и један из воде) и два аниона (један из јонске супстанце, а други из Вода).

Да бисмо знали који ће се катион преместити на катоду, а који анион на аноду, потребно је знати редослед пражњења катионова и аниона.

• За катионе:

Ау> Пт> Хг> Аг> Цу> Ни> Цд> Пб> Фе> Зн> Мн> хидронијум> ИИИА породица> ИИА породица> ИА породица

• за анионе

Неоксигенирани ањони и ХСО₄ > хидроксид> кисеонични аниони и Ф.

Затим, када је извор напајања укључен, катион (Кс⁺) креће се према катоди, а један од ањона (И^-) креће се према аноди.

На катоди: катиони примају електроне (подвргавају се редукцији) и трансформишу се у стабилну супстанцу (Кс), процес представљен једначином доле:

На аноди: аниони губе електроне (подвргавају се оксидацији) и претварају се у стабилну супстанцу (И), процес који представља једначина испод:

а) Пример водене електролизе

Као пример користићемо водену електролизу натријум хлорида (НаЦл). Када се натријум хлорид (НаЦл) раствори у води, он пролази кроз процес дисоцијације, као што је приказано доле:

Поред дисоцијације НаЦл, имамо и самојонизацију воде:

Дакле, имамо Х катионе⁺ и на⁺ и ОХ ањони^- и Цл^-. Тада, када је извор напајања укључен, имамо следеће:

на катоди: Х катиони⁺ примају електроне (редуковане) и постају стабилна супстанца (Х.₂, који је гас). То је зато што хидронијум има приоритет испуштања над елементима породице ИА (у овом случају На). Процес је представљен једначином у наставку:

на аноди: ањони Цл^- губе електроне (подвргавају се оксидацији) и постају стабилна супстанца (Цл₂, који је гасовит). То је зато што Цл^- то је неоксигенирани анион и има приоритет пражњења над хидроксидом, процес представљен једначином доле:

Шема која приказује водену електролизу НаЦл

Дакле, у воденој електролизи натријум-хлорида имамо стварање водоник-гаса (Х₂) и гасовити хлор (Цл₂).

Ја сам, Диого Лопес Диас

Извор: Бразил Сцхоол - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-eletrolise.htm