Magmatik Sodyum Klorür Elektrolizi. Tuz Elektrolizi

Metinde "Magmatik Elektroliz”, bu işlemin, erimiş bir maddede (sıvı halde) bir elektrik akımı geçirildiğinde, mevcudiyet olmadan gerçekleştiği açıklandı. su ve bu şekilde katyon elektron alır ve anyon elektron verir, böylece her ikisi de sıfıra eşit bir elektrik yüküne ve enerjiye sahip olur. birikmiş.

Magmatik elektrolizin nasıl oluştuğunu daha iyi anlamak için, bu tür bir işlemin en önemli örneklerinden birini, sodyum klorürün veya sofra tuzunun (NaCl) elektrolizini ele alalım.

Sodyum klorür, aşağıdaki reaksiyona göre, bir elektronun sodyumdan (Na) klora (Cl) aktarılmasıyla doğada oluşur:

2Na(lar) + 1Cl₂(g) → 2NaCl(ler)

Bu süreç kendiliğindendir, ancak bu reaksiyonun ters süreci kendiliğinden değildir, yani klor gazı üretimi (Cl)₂(g) – aşağıdaki şekil) ve metalik sodyum (Na(s)) doğada bulunmaz. Bunun olmasını istiyorsak, süreci başlatmamız gerekecek.

Bu, magmatik elektroliz ile yapılabilir. Tuz, erime noktası olan 800.4°C'nin üzerindeki bir sıcaklığa ısıtılır; ve bu şekilde katıdan sıvıya geçerek birleşir. Bu fiziksel durumda, Na iyonlarınız⁺ ve Cl^- ücretsizdir.

Erimiş tuz daha sonra bir kaba, elektrolitik kaba yerleştirilir ve iki atıl platin veya grafit elektrot sodyum klorüre daldırılır. Bu elektrotlar, pil veya hücre gibi doğrudan elektrik akımı üreten bir kaynağa bağlanır.

Elektrik akımının geçişi ile aşağıdakiler olur:

• Pilin veya hücrenin negatif kutbu, katot haline gelen elektrotlardan birine elektron sağlar;
• Katot: hücreden elektronları alır ve Na katyonlarını çekerek negatif kutup olur.⁺, çünkü zıt yükler birbirini çeker. Bu iyonlar elektrottan (katot) elektronları alır ve indirgenmeleri gerçekleşir ve metalik sodyum oluşur:

Azaltma:at⁺_(ℓ) + ve^- → İçinde_(ler)

Metalik sodyum elektrotun üzerinde biriktirilir ve bir rezervuara gönderilir.

Şimdi durma... Reklamdan sonra devamı var ;)

• Anot: Cl anyonlarını çekerek pozitif yüklü hale gelir^- (bu yüzden buna anot denir). Bu iyonlar anotla temas ettiklerinde elektronlarını kaybederler ve bu nedenle oksidasyona uğrayarak klor atomlarını oluştururlar ve bunlar hemen ikişer ikişer birleşerek klor gazı oluşturur:

Oksidasyon:2Cl^-_(ℓ) → 2 ve^- + 1Cl₂(g)

Bu gaz anot etrafında köpürür ve sisteme uyarlanmış bir cam tüp tarafından toplanır.

Böylece, bu durumda meydana gelen genel reaksiyon şu şekilde verilir:

Katot: 2Na⁺_(ℓ) + 2e^- → 2Na_(ler)
anot: 2Cl^-_(ℓ) → 2 ve^- + 1Cl₂(g) ____________
Küresel Reaksiyon: 2Na⁺_(ℓ) + 2Cl^-_(ℓ) → 2Na_(ler) + 1Cl₂(g)

Bahsedilen metnin sonunda vurgulanan (Magmatik Elektroliz) dikkat edilmesi gereken bir diğer önemli husus, elektroliz için meydana geldiğinde, elektrik akımını üretmek için kullanılan hücre veya pilin potansiyel farkına eşit veya ondan daha büyük bir ddp'ye (potansiyel fark) sahip olması gerekir. reaksiyon.

Düşündüğümüz sodyum klorür elektrolizi durumunda buna bakalım. Bu reaksiyonun potansiyel farkını bulmak için katodun standart indirgeme potansiyelini anotunki kadar azaltmak yeterlidir. Bu, metinde açıklanmıştır. Bir pilin potansiyel farkı .

Standart indirgeme potansiyelleri tablosu aracılığıyla (E⁰kırmızı), biliyoruz ki:

at⁺_(ℓ) + ve^- → İçinde_(ler) VE⁰kırmızı= -2.71
2Cl^-_(ℓ) → 2 ve^- + 1Cl₂(g) VE⁰kırmızı = +1.36

Şimdi, küresel reaksiyonun potansiyel farkını bilmek için bu değerleri azaltın:

∆Ve⁰ = VE⁰_{kırmızı (katot)}  - VE⁰_{kırmızı (anot)}
∆Ve⁰ = -2,71 – (+ 1,36)
∆Ve⁰ = - 4.07V

Bu nedenle bu, kullanılacak hücre veya pilin, sodyum klorürün magmatik elektrolizini gerçekleştirmek için 4.07V'ye eşit veya daha büyük bir voltaja sahip olması gerektiği anlamına gelir.

Negatif değer sadece bunun kendiliğinden olmayan bir süreç olduğunu gösterir.. Kendiliğinden bir süreç olan pillerde, elektromotor kuvvet değeri (∆E⁰) her zaman pozitif verir.

Jennifer Foğaça tarafından
Kimya mezunu

Bu metne bir okulda veya akademik bir çalışmada atıfta bulunmak ister misiniz? Bak:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Magmatik Sodyum Klorür Elektrolizi"; Brezilya Okulu. Uygun: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/eletrolise-Ignea-cloreto-sodio.htm. 28 Haziran 2021'de erişildi.

e) Kendiliğinden bir redoks işlemidir.