แนวคิดอิเล็กโทรไลซิส ประเภท และแบบฝึกหัดที่แก้ไข

อิเล็กโทรลิซิส มันเป็นกระบวนการที่ไม่เกิดขึ้นเอง นั่นคือ กระบวนการที่ไม่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ ซึ่งสารต่างๆ เกิดขึ้นจากการปล่อยประจุไฟฟ้าในสารประกอบที่ละลายหรือละลายในน้ำ ในขั้นตอนนี้ กระแสไฟฟ้าจะไปถึงภาชนะแก้ว (ถังอิเล็กโทรไลต์) ที่มีอิเล็กโทรดเฉื่อยสองขั้ว (ซึ่งไม่ได้รับผลกระทบหรือ ออกซิเดชัน นอร์ ลด) เกิดขึ้นจากกราไฟต์หรือแพลตตินั่ม อิเล็กโทรดเหล่านี้เชื่อมต่อกับแหล่งไฟฟ้า (โดยปกติa กลอง) และจุ่มลงในเกลือหรือเบสที่หลอมเหลวหรือละลายในน้ำ เช่นเดียวกับ แบตเตอรี่, อิเล็กโทรไลซิสมีแคโทด (ที่เกิดการรีดักชัน) และแอโนด (ที่เกิดออกซิเดชัน).

สรุป

• อิเล็กโทรไลซิสเป็นกระบวนการที่ไม่เกิดขึ้นเอง

• สารธรรมดาหรือสารผสมสามารถเกิดขึ้นได้

• มันสามารถเกิดขึ้นได้กับตัวถูกละลาย (อิเล็กโทรไลต์อัคนี);

• มันสามารถเกิดขึ้นได้กับตัวถูกละลายในน้ำ (อิเล็กโทรไลต์ในน้ำ);

• ไอออนบวกจะลดลงที่แคโทดเสมอ

• ประจุลบจะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันที่ขั้วบวกเสมอ

ดูด้วย:การได้มาซึ่งอะลูมิเนียมจากอิเล็กโทรไลซิส

การแสดงส่วนประกอบของถังอิเล็กโทรไลต์

ประเภทของอิเล็กโทรลิซิส

เป็นอิเล็กโทรไลซิสที่เกิดขึ้นเมื่อปล่อยประจุไฟฟ้าบนสารประกอบไอออนิกหลอมเหลว สารประกอบไอออนิกเกิดจากพันธะไอออนิก เช่น a

เกลือ หรือ ฐาน อนินทรีย์ เมื่อเราพูดถึงสารประกอบที่หลอมเหลว ในทางกลับกัน เราหมายถึงสารประกอบที่เปลี่ยนจากสถานะของแข็งเป็นของเหลว

- ตัวอย่างของอิเล็กโทรไลซิสอัคนี

เมื่อเราทำการหลอมรวมของโพแทสเซียมคลอไรด์ (KCl) เกลือนี้จะผ่านกระบวนการแยกตัวออกโดยปล่อยโพแทสเซียมไอออน (K⁺) และไอออนไอโอไดด์ (l^-).

สมการการแยกตัวของโพแทสเซียมคลอไรด์

เมื่อกระแสไฟฟ้าไปถึงเซลล์อิเล็กโทรไลต์ด้วยไอออนเหล่านี้ โพแทสเซียมไอออนจะลดลง กลายเป็นโพแทสเซียมโลหะ (K) และไอออนของไอโอไดด์จะถูกออกซิไดซ์ กลายเป็นไอโอดีนที่เป็นของแข็ง (I₂).

สมการการก่อตัวของโพแทสเซียมที่เป็นของแข็ง

สมการการก่อตัวของไอโอดีนที่เป็นของแข็ง

เป็นอิเล็กโทรไลซิสที่เกิดขึ้นเมื่อปล่อยประจุไฟฟ้าบนสารละลายที่เป็นน้ำ (มีน้ำ) ที่เกิดจากเกลือหรือเบสอนินทรีย์

- ตัวอย่างอิเล็กโทรลิซิสในน้ำ a

เมื่อเราละลายโซเดียมคลอไรด์ในน้ำ โซเดียมคลอไรด์จะแยกตัวออก และน้ำจะถูกไอออไนซ์

น้ำแตกตัวเป็นไอออนและสมการการแยกตัวของโซเดียมคลอไรด์

เป็นโซเดียมไอออนบวก (Na⁺) อยู่ในตระกูล IA ไฮโดรเนียมไอออนบวก (H⁺) ผ่านการปล่อยและผ่านการรีดิวซ์ทำให้เกิดก๊าซไฮโดรเจน (H₂).

สมการการเกิดก๊าซไฮโดรเจน

เป็นคลอไรด์ (Cl^-) ไม่มีออกซิเจน (ไม่มีออกซิเจน) และไม่ใช่ฟลูออไรด์ (F^-) ปล่อยออกซิไดซ์และเกิดก๊าซคลอรีน (Cl₂).

สมการการเกิดก๊าซคลอรีน

การปล่อยไอออนที่เลือก

ในระหว่างกระบวนการอิเล็กโทรลิซิสในตัวกลางที่เป็นน้ำ (สารละลายที่เกิดจากน้ำและตัวถูกละลาย) เราจะมีไอออนบวก 2 ตัวเสมอ: ไฮโดรเนียม จากน้ำ และอื่นๆ จาก การแยกตัวของเกลือ (ตัวอย่างของตัวถูกละลาย) เราจะมีแอนไอออนสองอันด้วย: ไฮดรอกซิลซึ่งมาจากน้ำและอีกอันหนึ่งซึ่งมาจากเกลือ

ไอออนจากไอออไนซ์ในน้ำและการแยกตัวของเกลือ

- การปลดปล่อยคัดเลือกสำหรับไพเพอร์และแอนไอออน

• ถ้าไอออนบวกจากตัวถูกละลายเป็นของตระกูล IA, IIA หรือ IIIA แสดงว่าไฮโดรเนียม (H⁺) จะลดลง;

• หากไอออนบวกที่มาจากตัวถูกละลายไม่ใช่ของครอบครัวที่กล่าวถึงข้างต้น ก็จะได้รับผลกระทบลดลง

• ถ้าประจุลบจากตัวถูกละลายมีออกซิเจนอยู่ในองค์ประกอบหรือเป็นฟลูออไรด์ (F^-) ไฮดรอกไซด์ (OH^-) จะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน

• หากประจุลบจากตัวถูกละลายไม่มีคุณสมบัติข้างต้น ก็จะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน

  อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)

เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าน้ำมีความสามารถในการทำให้แตกตัวเป็นไอออนได้เอง ทำให้เกิดไฮโดรเนียมไอออน (H⁺) และไฮดรอกไซด์ (OH^-) แต่การแตกตัวเป็นไอออนนี้ค่อนข้างจำกัด ข้อเท็จจริงนี้ได้รับการพิสูจน์โดยความไร้ประสิทธิภาพของน้ำบริสุทธิ์ในการนำกระแสไฟฟ้า

เช่น อิเล็กโทรลิซิส เกี่ยวข้องกับการปล่อยไฟฟ้า เพื่อทำการอิเล็กโทรไลซิสของน้ำ จำเป็นต้องละลายตัวถูกละลาย ซึ่งสนับสนุนการเลือกปล่อยไฮโดรเนียมและไฮดรอกไซด์ (ตามที่เห็นในหัวข้อเรื่องการปลดปล่อย คัดเลือก)

ถ้าเราเติมโซเดียมซัลเฟต (Na₂เท่านั้น₄) เช่น เราจะมีโซเดียมไอออนบวกอยู่ตรงกลาง (Na⁺) และไฮโดรเนียม (H⁺) รวมทั้งไฮดรอกไซด์แอนไอออน (OH^-) และซัลเฟต (SO₄^-2). ดังนั้น เมื่อกระแสไฟฟ้ามาถึงถังอิเล็กโทรไลต์:

• ไฮโดรเนียมจะถูกระบายออก ลดลง เนื่องจากโซเดียมอยู่ในตระกูล IA

สมการการเกิดก๊าซไฮโดรเจน

• ไฮดรอกไซด์จะปล่อยออกซิไดซ์เพราะซัลเฟตมีออกซิเจนอยู่ในองค์ประกอบ

สมการการเกิดก๊าซออกซิเจน

เนื่องจากไอออนทั้งสอง (ไอออนบวกและประจุลบ) ที่มาจากน้ำถูกปล่อยออก เราจึงกล่าวได้ว่าอิเล็กโทรไลซิสของน้ำเกิดขึ้น

ดูด้วย: ลักษณะเชิงปริมาณของอิเล็กโทรไลซิส

• การผลิตสารอย่างง่าย เช่น ก๊าซไฮโดรเจน (H₂), ก๊าซออกซิเจน (O₂) ฯลฯ ;

• การผลิตสารผสม เช่น โซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH), กรดซัลฟิวริก (H₂เท่านั้น₄) ฯลฯ ;

• เคลือบชิ้นส่วนด้วยโลหะเฉพาะ เช่น ทองแดง (ทองแดง) และทอง (ชุบทอง)

• ใช้เพื่อขจัดโลหะบางชนิดออกจากแร่ของคุณ

แก้ไขแบบฝึกหัดเกี่ยวกับกระแสไฟฟ้า

ตัวอย่างที่ 1 - (Vunesp) สารละลายที่เป็นน้ำของ CuC .₂ จะถูกอิเล็กโทรไลซิสโดยใช้อิเล็กโทรดแพลตตินั่ม ข้อความที่ถูกต้องคือ:

ก) การลด Cu ไอออนเกิดขึ้นที่ขั้วลบ²⁺.

b) ออกซิเดชัน Cu ไอออนเกิดขึ้นที่ขั้วบวก²⁺.

c) ก๊าซคลอรีนเกิดขึ้นที่แคโทด

d) ส่วนของแพลตตินั่มแอโนดละลาย ก่อตัวเป็น Pt²⁺.

จ) ผลิตภัณฑ์ของอิเล็กโทรลิซิสนี้จะแตกต่างกันหากอิเล็กโทรไลซิสของ CuCl₂ ร้อนแรง (ฟิวชั่น)

ก) ถูกต้อง เมื่อ CuCl₂ ละลายในน้ำ เรามีไฮโดรเนียมไอออนบวก (H⁺) และทองแดง II (Cu⁺²). เนื่องจากไอออนบวกของ copper II ไม่ได้เป็นของตระกูล IA, IIA และ IIIA จึงลดลง

b) เท็จ เนื่องจากคลอไรด์ไอออน (Cl) ถูกออกซิไดซ์ที่ขั้วบวก^-) ซึ่งไม่มีออกซิเจนในองค์ประกอบและไม่ใช่ฟลูออไรด์ (F^-).

c) เท็จ เนื่องจากการลดลงของไอออนบวกทองแดง II เกิดขึ้นที่แคโทด ดังนั้นจึงมีการก่อตัวของโลหะทองแดง

ง) เท็จ เนื่องจากอิเล็กโทรดแพลตตินัมหรือกราไฟต์ในอิเล็กโทรลิซิสนำไฟฟ้าเท่านั้น จึงไม่มีส่วนร่วมในกระบวนการ

จ) เท็จ เนื่องจากอิเล็กโทรไลซิสของคอปเปอร์คลอไรด์ II (CuCl .)₂) จะนำเสนอผลิตภัณฑ์เดียวกันทุกประการกับผลิตภัณฑ์ที่เป็นน้ำ เนื่องจากไอออนที่มีอยู่จะเป็นทองแดง II (Cu⁺²) และคลอไรด์ (Cl^-1).

ตัวอย่างที่ 2- (UFRN) พิจารณาระบบต่อไปนี้:

ผม. โซเดียมคลอไรด์หลอมเหลว;

ครั้งที่สอง สารละลายโซเดียมคลอไรด์ในน้ำ

สาม. โซเดียมไฮดรอกไซด์ผสม;

IV. สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ในน้ำ

สารที่สามารถให้โซเดียมเมื่ออยู่ภายใต้อิเล็กโทรไลซิส ได้แก่ :

ก) เฉพาะ I และ II

b) เฉพาะ I และ III

c) เฉพาะ II และ IV

d) เฉพาะ III และ IV

จ) I, II, III และ IV

ระบบที่จ่ายโซเดียมโลหะเป็นผลิตภัณฑ์ที่แคโทดคือ I และ III

I- ไอออนบวกเพียงตัวเดียวที่มีอยู่ในตัวกลางคือโซเดียมไอออนบวก ดังนั้น มีเพียงไอออนไอออนเท่านั้นที่สามารถลดการสร้างโซเดียมโลหะได้

II- ระบบนี้ ไม่ได้ให้ โลหะโซเดียมเพราะโซเดียมคลอไรด์ถูกละลายในน้ำดังนั้นตรงกลางเรามีโซเดียมไอออนบวก (Na⁺) และไฮโดรเนียม (H⁺) - นี่คือคนที่ทนทุกข์ทรมานจากการลดลงเนื่องจากโซเดียมอยู่ในตระกูล IA

III- ไอออนบวกเพียงอย่างเดียวที่มีอยู่ในสื่อคือโซเดียมไอออน (เนื่องจากวัสดุอยู่ภายใต้การหลอมรวม) ดังนั้นจึงมีเพียงการลดลงเท่านั้นจึงกลายเป็นโซเดียมโลหะ

IV- ระบบนี้ไม่มีให้ โซเดียมที่เป็นโลหะ เนื่องจากโซเดียมไฮดรอกไซด์ละลายในน้ำ จึงมีโซเดียมไอออนอยู่ตรงกลาง (Na⁺) และไฮโดรเนียม (H⁺) - นี่คือคนที่ทนทุกข์ทรมานจากการลดลงเนื่องจากโซเดียมอยู่ในตระกูล IA

By Me. Diogo Lopes Dias