Elektrolys det är en icke-spontan process, det vill säga en som inte förekommer naturligt, i vilken ämnen bildas med hjälp av en elektrisk urladdning i föreningar smält eller upplöst i vatten. I denna process når en elektrisk ström till en glasbehållare (elektrolytisk tank) som har två inerta elektroder (som inte lider eller oxidation inte heller minskning) bildad av grafit eller platina. Dessa elektroder är anslutna till en elektrisk källa (vanligtvis en trummor) och doppas i ett salt eller en bas smält eller upplöst i vatten. Precis som batteri, har elektrolys en katod (där reduktion sker) och en anod (där oxidation sker).
Sammanfattning
Elektrolys är en icke-spontan process;
Enkla eller sammansatta ämnen kan bildas;
Det kan förekomma med ett smält löst ämne (magtlig elektrolys);
Det kan förekomma med ett löst ämne upplöst i vatten (vattenhaltig elektrolys);
En katjon genomgår alltid minskning vid katoden;
En anjon genomgår alltid oxidation vid anoden.
Se också:Erhåller aluminium från elektrolys
Typer av elektrolys
Det är en elektrolys som inträffar när en elektrisk urladdning utförs på en smält jonförening. Den joniska föreningen är en bildad av en jonbindning, såsom en salt- eller a bas oorganisk. När vi pratar om smält förening hänvisar vi i sin tur till den förening som går från ett fast ämne till ett flytande tillstånd.
- Exempel på magartad elektrolys
När vi utför fusionen av kaliumklorid (KCl) genomgår detta salt dissociationsprocessen och frigör kaliumkatjonen (K+) och jodidanjonen (l-).
Dissociationsekvation för kaliumklorid
När den elektriska strömmen når den elektrolytiska cellen med dessa joner reduceras kaliumkatjonen och bildar metalliskt kalium (K) och jodidanjonen oxideras och bildar fast jod (I2).
Fast kaliumbildningsekvation
Fast jodbildningsekvation
Det är en elektrolys som sker när den elektriska urladdningen utförs på en vattenlösning (har vatten) bildat av ett salt eller en oorganisk bas.
- Exempel på vattenhaltig elektrolys
När vi löser upp natriumklorid i vatten, dissocieras det och vattnet genomgår jonisering:
Vattenjonisering och natriumkloriddissociationsekvationer
Som natriumkatjon (Na+) tillhör IA-familjen, hydroniumkatjonen (H+) passerar genom utsläppet och genomgår reduktion och bildar vätgas (H2).
Vätegasbildning ekvation
Som klorid (Cl-) är inte syresatt (har inget syre) och är inte fluor (F-) släpps ut, oxiderar och bildar klorgas (Cl2).
Klorgasbildningsekvation
Selektiv urladdning
Under en elektrolysprocess i ett vattenhaltigt medium (lösning bildad av vatten och ett löst ämne) kommer vi alltid att ha två katjoner: hydronium, från vatten och alla andra, från saltdissociation (ett exempel på en löst substans). Vi kommer också att ha två anjoner: hydroxylen, som kommer från vatten, och en annan, som kommer från salt.
Joner från vattenjonisering och saltdissociation
- Selektiv urladdning för katjoner och anjoner
Om katjonen från det lösta ämnet tillhör IA-, IIA- eller IIIA-familjen, är hydronium (H+) kommer att minskas;
Om katjonen som kommer från det lösta ämnet inte tillhör de ovan nämnda familjerna kommer det att drabbas av minskningen.
Om anjonen från det lösta ämnet har syre i sin sammansättning eller är en fluorid (F-hydroxiden (OH-) kommer att genomgå oxidation;
Om anjonen från det lösta ämnet inte har ovanstående egenskaper kommer den att genomgå oxidation.
Det är känt att vatten har förmågan att självjonisera och producerar hydroniumjoner (H+och hydroxid (OH-), men denna jonisering är ganska begränsad. Detta faktum bevisas av ineffektiviteten hos rent vatten för att leda elektrisk ström.
Till exempel elektrolys innebär elektrisk urladdning, för att utföra elektrolys av vatten, är det nödvändigt att lösa upp en löst substans, den vilket gynnar selektiv urladdning av hydronium och hydroxid (som framgår av ämnet om urladdning selektiv).
Om vi tillsätter natriumsulfat (Na2ENDAST4), till exempel kommer vi att ha natriumkatjoner i mitten (Na+och hydronium (H+), såväl som hydroxidanjoner (OH-) och sulfat (SO4-2). När den elektriska strömmen anländer till den elektrolytiska tanken:
hydroniumet kommer att släppas ut och reduceras, eftersom natrium tillhör IA-familjen;
Vätegasbildning ekvation
hydroxiden kommer att genomgå urladdning, oxiderande, eftersom sulfatet har syre i sin sammansättning.
Syregasbildning ekvation
När de två jonerna (katjonen och anjonen) som kommer från vattnet släpptes ut, säger vi att elektrolysen av vattnet ägde rum.
Se också: Kvantitativa aspekter av elektrolys
Produktion av enkla ämnen såsom vätgas (H2), syrgas (O2) etc.;
Produktion av kompositämnen såsom natriumhydroxid (NaOH), svavelsyra (H2ENDAST4) etc;
Beläggning av en del med en speciell metall, såsom koppar (koppar) och guld (guldplätering);
Använd för att ta bort en viss metall från din malm.
Lösta övningar i elektrolys
Exempel 1 - (Vunesp) En vattenlösning av CuC22 utsätts för elektrolys med platinaelektroder. Rätt uttalande är:
a) Cujonreduktion sker vid katoden2+.
b) Cujonoxidation sker vid anoden2+.
c) Klorgas bildas vid katoden.
d) En del av platinaanoden löses upp och bildar Pt2+.
e) Produkterna av denna elektrolys skulle vara annorlunda om elektrolys av CuCl2 var eldig (fusion).
a) Korrekt. När CuCl2 är upplöst i vatten har vi hydroniumkatjoner (H+) och koppar II (Cu+2). Eftersom koppar II-katjonen inte tillhör IA-, IIA- och IIIA-familjerna reduceras den.
b) Falskt, eftersom kloridanjonen (Cl) oxideras vid anoden-), som inte har syre i sin sammansättning och inte är fluor (F-).
c) Falskt, eftersom minskningen av koppar II-katjonen sker vid katoden, så bildas kopparmetallen.
d) Felaktigt eftersom platina- eller grafitelektroder i elektrolys endast leder elektricitet, deltar de inte i processen.
e) Falskt, eftersom den magmatiska elektrolysen av koppar II-klorid (CuCl2) skulle presentera exakt samma produkter som den vattenhaltiga, eftersom de närvarande jonerna skulle vara koppar II (Cu+2och kloriden (Cl-1).
Exempel 2- (UFRN) Tänk på följande system:
I. Smält natriumklorid;
II. Vattenhaltig natriumkloridlösning;
III. Smält natriumhydroxid;
IV. Vattenlösning av natriumhydroxid.
De som kan ge natrium, när de utsätts för elektrolys, är:
a) endast I och II.
b) endast I och III.
c) endast II och IV.
d) endast III och IV.
e) I, II, III och IV.
Systemen som levererar metalliskt natrium som produkt vid katoden är I och III.
I- Den enda katjonen som finns i mediet är natriumkatjonen, därför kan endast den reducera och bilda metalliskt natrium.
II- Detta system inte ger metalliskt natrium eftersom natriumkloriden löstes i vatten, så i mitten har vi närvaron av natriumkatjoner (Na+och hydronium (H+) - det här är den som lider av minskningen, eftersom natrium tillhör IA-familjen.
III- Den enda katjonen som finns i mediet är natriumkatjonen (eftersom materialet har utsatts för en fusion), därför genomgår endast det reducering och bildar metalliskt natrium;
IV- Detta system tillhandahåller inte metalliskt natrium eftersom natriumhydroxiden löstes i vatten, så i mitten har vi närvaron av natriumkatjoner (Na+och hydronium (H+) - det här är den som lider av minskningen, eftersom natrium tillhör IA-familjen.
Av mig Diogo Lopes Dias
