Stört natriumkloridelektrolys. Saltelektrolys

I texten "Nedsatt elektrolys”Förklarades det att denna process inträffar när en elektrisk ström passerar i ett smält ämne (i flytande tillstånd) utan närvaro av vatten och på detta sätt tar katjonen emot elektroner och anjonen donerar elektroner, så att båda har en elektrisk laddning lika med noll och energi ackumulerade.

För att bättre förstå hur magmatad elektrolys sker, låt oss överväga ett av de viktigaste exemplen på denna typ av process, elektrolys av natriumklorid eller bordssalt (NaCl).

Natriumklorid bildas i naturen genom överföring av en elektron från natrium (Na) till klor (Cl) enligt reaktionen nedan:

2Na (s) + 1Cl₂(g) → 2NaCl (s)

Denna process är spontan, men den omvända processen för denna reaktion är inte spontan, det vill säga produktionen av klorgas (Cl₂(g) - figuren nedan) och metalliskt natrium (Na (s)) förekommer inte i naturen. Om vi ​​vill att detta ska hända måste vi starta processen.

Detta kan göras genom magtlig elektrolys. Saltet upphettas till en temperatur över 800,4 ° C, vilket är dess smältpunkt; och på detta sätt smälter det från fast till flytande. I detta fysiska tillstånd, dina Na-joner

⁺ och Cl^- är gratis.

Det smälta saltet placeras sedan i en behållare, det elektrolytiska kärlet och två inerta platina- eller grafitelektroder doppas i natriumkloriden. Dessa elektroder är anslutna till en källa som genererar likström, t.ex. ett batteri eller en cell.

Med passage av elektrisk ström händer följande:

• Den negativa polen på batteriet eller cellen tillför elektroner till en av elektroderna, som blir katoden;
• Katod: tar emot elektronerna från cellen och blir den negativa polen och attraherar Na-katjonerna⁺, eftersom motsatta laddningar lockar. Dessa joner tar emot elektronerna från elektroden (katoden) och deras reduktion sker och bildar metalliskt natrium:

Minskning:På⁺_(ℓ) + och^- → I_(s)

Metalliskt natrium avsätts ovanpå elektroden och skickas till en behållare.

Sluta inte nu... Det finns mer efter reklam;)

• Anod: blir positivt laddad och lockar Cl-anjoner^- (det är därför det kallas en anod). Dessa joner förlorar sina elektroner när de kommer i kontakt med anoden och genomgår därför oxidation och bildar kloratomer som omedelbart kombinerar två och två för att bilda klorgas:

Oxidation:2Cl^-_(ℓ) → 2 och^- + 1Cl₂(g)

Denna gas bubblar runt anoden och samlas upp av ett glasrör anpassat till systemet.

Således ges den totala reaktionen som inträffar i detta fall av:

Katod: 2Na⁺_(ℓ) + 2e^- → 2Na_(s)
Anod: 2Cl^-_(ℓ) → 2 och^- + 1Cl₂(g) ____________
Global reaktion: 2Na⁺_(ℓ) + 2Cl^-_(ℓ) → 2Na_(s) + 1Cl₂(g)

En annan viktig aspekt att vara medveten om, som framhölls i slutet av den nämnda texten (Igneous Electrolysis), är att för elektrolys inträffar måste cellen eller batteriet som används för att generera den elektriska strömmen ha en ddp (potentialskillnad) som är lika med eller större än potentialskillnaden för reaktion.

Låt oss titta på detta i fallet med natriumkloridelektrolys som vi överväger. För att ta reda på potentialskillnaden för denna reaktion är det tillräckligt att minska katodens standardreduktionspotential med anodens. Detta förklaras i texten. Potentiell skillnad mellan ett batteri .

Genom tabellen över standardminskningspotentialer (E⁰röd), vi vet att:

På⁺_(ℓ) + och^- → I_(s) OCH⁰röd = -2,71
2Cl^-_(ℓ) → 2 och^- + 1Cl₂(g) OCH⁰röd = +1,36

Sänk nu bara dessa värden för att känna till den potentiella skillnaden i den globala reaktionen:

NdOch⁰ = OCH⁰_{röd (katod)}  - OCH⁰_{röd (anod)}
NdOch⁰ = -2,71 – (+ 1,36)
NdOch⁰ = - 4,07 V.

Därför betyder detta att cellen eller batteriet som ska användas måste ha en spänning som är lika med eller större än 4,07 V för att utföra den magmatiska elektrolysen av natriumklorid.

Det negativa värdet indikerar bara att det är en icke-spontan process.. När det gäller batterier, vilket är en spontan process, är det elektromotoriska kraftvärdet (∆E⁰) ger alltid positivt.

Av Jennifer Fogaça
Examen i kemi

Vill du hänvisa till texten i ett skola eller akademiskt arbete? Se:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Igneös natriumklorid-elektrolys"; Brasilien skola. Tillgänglig i: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/eletrolise-Ignea-cloreto-sodio.htm. Åtkomst den 28 juni 2021.

e) Det är en spontan redoxprocess.