อิเล็กโทรลิซิส เป็นกระบวนการทางกายภาพและเคมีที่ใช้พลังงานไฟฟ้าจากแหล่งใด ๆ (เช่น แบตเตอรี่ หรือแบตเตอรี) เพื่อบังคับให้เกิดปฏิกิริยาเคมีเพื่อผลิตสารธรรมดาหรือสารผสมที่ไม่สามารถพบได้ในธรรมชาติหรือที่ไม่พบในปริมาณมาก
เป็นตัวแทนของการประกอบระบบอิเล็กโทรลิซิสใด ๆ
ในระหว่างการแยกอิเล็กโทรไลซิส ไอออนบวกจะถูกรีดักชันที่แคโทด และแอนไอออนจะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันที่แอโนด สิ่งนี้เกิดขึ้นจากการคายประจุไฟฟ้าจากแหล่งภายนอก ดังนั้น ในอิเล็กโทรลิซิส เรามีปฏิกิริยาออกซิเดชันและรีดักชันที่ไม่เกิดขึ้นเอง
มาทำความเข้าใจสองวิธีที่อิเล็กโทรไลซิสเกิดขึ้น:
ในอิเล็กโทรไลซิสประเภทนี้ เราใช้ a สารไอออนิก ในสถานะของเหลวในถังอิเล็กโทรไลต์ เมื่อสารไอออนิก (XY) ผ่านการหลอมรวม จะผ่านกระบวนการของ ความแตกแยกดังที่แสดงด้านล่าง:
![ฟิวชั่น](/f/560dd376c8ab3e147083d7d553c332fb.jpg)
![ความแตกแยก](/f/490ce9b1cd04f44e5a6ad056c57a1297.jpg)
จากนั้นเมื่อเปิดแหล่งพลังงาน ไอออนบวก (X+) เคลื่อนที่ไปทางแคโทดและแอนไอออน (Y-) เคลื่อนไปทางแอโนด ด้วยเหตุนี้:
ที่แคโทด: ไอออนบวกได้รับอิเล็กตรอน (ลดลง) และเปลี่ยนเป็นสารที่เสถียร (X) ซึ่งเป็นกระบวนการที่แสดงโดยสมการต่อไปนี้:
![X+ สมการ Cathodic](/f/98c1137977572b342a2ce46fe0d1153e.jpg)
ที่ขั้วบวก: แอนไอออนสูญเสียอิเล็กตรอน (เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน) และกลายเป็นสารที่เสถียร (X) ซึ่งเป็นกระบวนการที่แสดงโดยสมการต่อไปนี้:
![สมการขั้วบวกของ Y-](/f/14d2b979a31ce1b142a84dc2ade1a5bb.jpg)
ก) ตัวอย่างของอิเล็กโทรไลซิสอัคนี
ตัวอย่างเช่น ให้ทำตามอิเล็กโทรลิซิสของอิเล็กโทรไลต์ของ เกลือแกง (NaCl). เมื่อโซเดียมคลอไรด์ (NaCl) ผ่านการหลอมรวม จะผ่านกระบวนการแยกตัวออกดังที่แสดงด้านล่าง:
![NaCl ฟิวชั่น](/f/df946e2475e2a84d3b54d7e6a36bcdcd.jpg)
![การแยกตัวของ NaCl](/f/74ff5966b2f3d4e220a78f59b7df25fd.jpg)
จากนั้นเมื่อเปิดแหล่งพลังงาน ไอออนบวก (Na+) เคลื่อนไปทางแคโทดและแอนไอออน (Cl-) เคลื่อนไปทางแอโนด ด้วยเหตุนี้:
ที่แคโทด: ไพเพอร์ใน+ พวกมันได้รับอิเล็กตรอน (ลดลง) และกลายเป็นสารที่เสถียร (Na ซึ่งเป็นโลหะแข็ง) ซึ่งเป็นกระบวนการที่แสดงโดยสมการด้านล่าง:
![สมการ Cathodic ของNa](/f/b4cd292f6501a6060edf2ed0f16e98ac.jpg)
ที่ขั้วบวก: Cl แอนไอออน- พวกมันสูญเสียอิเล็กตรอน (เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน) และกลายเป็นสารที่เสถียร (Cl2ซึ่งเป็นก๊าซ) กระบวนการแสดงโดยสมการด้านล่าง:
![สมการขั้วบวกของCl](/f/f0d473693b0ef99df2f8bce7c8ed0a2d.jpg)
โครงการแสดงให้เห็นถึงอิเล็กโทรไลซิสของ NaCl
ดังนั้น ในกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสของโซเดียมคลอไรด์ เราจึงมีโซเดียมโลหะ (Na) และก๊าซคลอรีน (Cl2).
ในอิเล็กโทรไลซิสประเภทนี้ เราใช้สารไอออนิกที่ละลายในน้ำ ภายในถังอิเล็กโทรไลต์ ดังนั้น ก่อนทำอิเล็กโทรลิซิส เราผสมสารก่อน (ปกติคือเกลือus อนินทรีย์) ในน้ำเพื่อทำให้เกิดการแตกตัว (ปล่อยประจุบวกและประจุลบ) ดังภาพ ร้อง:
![ความแตกแยกในน้ำ](/f/f67980ae6022c6e0fe733eb12aedbcd5.jpg)
ความแตกต่างในความสัมพันธ์กับอิเล็กโทรไลซิสที่เกิดจากการแตกตัวของไอออนคือ นอกจากไอออนจากการแตกตัวแล้ว เรายังมีไอออนจากการแตกตัวเป็นไอออนในตัวของน้ำด้วย ในการแตกตัวเป็นไอออนในตัวเอง น้ำจะผลิตไฮโดรเนียมไอออนบวก (H+) และไฮดรอกไซด์แอนไอออน (OH-) ดังสมการด้านล่าง
![น้ำแตกตัวเป็นไอออน](/f/12b43f2a93f0e00e5f58e1c17fc7a924.jpg)
ดังนั้น ภายในถังอิเล็กโทรไลต์ เรามีไอออนบวกอยู่ 2 ตัว (ตัวหนึ่งมาจากสาร ไอออนิกและอีกอันจากน้ำ) และแอนไอออนสองอัน (อันหนึ่งมาจากสารไอออนิกและอีกอันมาจาก น้ำ).
หากต้องการทราบว่าประจุบวกตัวใดจะเคลื่อนไปที่ขั้วลบและประจุลบตัวใดจะเคลื่อนที่ไปยังขั้วบวก จำเป็นต้องทราบลำดับการปลดปล่อยประจุบวกและประจุลบ
สำหรับไพเพอร์:
Au>Pt>Hg>Ag>Cu>Ni>Cd>Pb>Fe>Zn>Mn>ไฮโดรเนียม>ตระกูล IIIA> ตระกูล IIA > ตระกูล IA
สำหรับแอนไอออน
แอนไอออนที่ไม่มีออกซิเจนและ HSO4 > ไฮดรอกไซด์ > แอนไอออนออกซิเจนและ F
จากนั้นเมื่อเปิดแหล่งพลังงาน ไอออนบวก (X+) เคลื่อนไปทางแคโทดและหนึ่งในแอนไอออน (Y-) เคลื่อนที่ไปทางแอโนด
ที่แคโทด: ไอออนบวกได้รับอิเล็กตรอน (ลดลง) และเปลี่ยนเป็นสารที่เสถียร (X) ซึ่งเป็นกระบวนการที่แสดงโดยสมการด้านล่าง:
![สมการ Cathodic](/f/287d066d9be86a7ff27f85f44ff65b39.jpg)
ที่ขั้วบวก: แอนไอออนสูญเสียอิเล็กตรอน (เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน) และกลายเป็นสารที่เสถียร (Y) ซึ่งเป็นกระบวนการที่แสดงโดยสมการด้านล่าง:
![สมการขั้วบวก](/f/1aaec54e8790f6761ad626c5320296b3.jpg)
ก) ตัวอย่างอิเล็กโทรไลซิสในน้ำ
ตัวอย่างเช่น เราจะใช้อิเล็กโทรลิซิสในน้ำของโซเดียมคลอไรด์ (NaCl) เมื่อโซเดียมคลอไรด์ (NaCl) ละลายในน้ำ จะผ่านกระบวนการแยกตัวออกดังที่แสดงด้านล่าง:
![การแยกตัวของ NaCl ในน้ำ](/f/4392b8b1b86967fe7b97127b586a6def.jpg)
นอกจากการแยกตัวของ NaCl แล้ว เรายังมีการแตกตัวเป็นไอออนในน้ำ:
![น้ำแตกตัวเป็นไอออน](/f/12b43f2a93f0e00e5f58e1c17fc7a924.jpg)
ดังนั้นเราจึงมี H cations+ และต่อไป+ และ OH แอนไอออน- และ Cl-. จากนั้นเมื่อเปิดแหล่งพลังงานแล้ว เรามีสิ่งต่อไปนี้:
ที่แคโทด: H ไพเพอร์+ รับอิเล็กตรอน (ลดลง) และกลายเป็นสารที่เสถียร (H2ซึ่งเป็นก๊าซ) นี่เป็นเพราะว่าไฮโดรเนียมมีความสำคัญในการปล่อยประจุเหนือองค์ประกอบของตระกูล IA (ในกรณีนี้คือ Na) กระบวนการนี้แสดงโดยสมการด้านล่าง:
![การลดไฮโดรเนียม](/f/eb39e130de3d8741a422a8c89efb31b6.jpg)
ที่แอโนด: Cl แอนไอออน- พวกมันสูญเสียอิเล็กตรอน (เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน) และกลายเป็นสารที่เสถียร (Cl2ซึ่งเป็นก๊าซ) ทั้งนี้เป็นเพราะCl- เป็นประจุลบที่ไม่มีออกซิเจนและมีลำดับความสำคัญในการปล่อยประจุเหนือไฮดรอกไซด์ ซึ่งเป็นกระบวนการที่แสดงโดยสมการด้านล่าง:
![สมการขั้วบวกของCl](/f/f0d473693b0ef99df2f8bce7c8ed0a2d.jpg)
โครงการแสดงให้เห็นถึงอิเล็กโทรไลซิสของNaCl
ดังนั้น ในอิเล็กโทรไลซิสของโซเดียมคลอไรด์ในน้ำ เราจึงมีการก่อตัวของก๊าซไฮโดรเจน (H2) และก๊าซคลอรีน (Cl2).
By Me. Diogo Lopes Dias
ที่มา: โรงเรียนบราซิล - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-eletrolise.htm