Elektroliz Nedir?

Elektroliz bir kendiliğinden olmayan kimyasal reaksiyon Bu, bir elektrik akımının neden olduğu bir oksidasyon-redüksiyon reaksiyonunu içerir.

Elektrolizin gerçekleşmesi için ilgili elektrik akımının sürekli olması ve yeterli voltaja sahip olması gerekir.

İlgili iyonların gerçekleştirdikleri harekette özgür olmaları için, elektroliz füzyon (magmatik elektroliz) veya çözünme (çözeltide elektroliz) ile gerçekleşebilir.

Elektroliz Uygulamaları

Elektroliz işleminden birçok malzeme ve kimyasal bileşik üretilir, örneğin:

• alüminyum ve bakır
• hidrojen ve klor silindirde
• kostüm takıları (galvanizleme işlemi)
• düdüklü tencere
• magnezyum tekerlek (araba jant kapakları).

Elektroliz Kanunları

Elektroliz Kanunları, İngiliz fizikçi ve kimyager Michael de Faraday (1791-1867) tarafından geliştirildi. Her iki yasa da elektrolizin nicel yönlerini yönetir.

bu elektrolizin birinci yasası aşağıdaki ifadeye sahiptir:

“Elektroliz işlemi sırasında biriken bir elementin kütlesi, elektrolitik hücreden geçen elektrik miktarı ile doğru orantılıdır.”.

Q = ben. t

Nerede,

S: elektrik yükü (C)
ben: elektrik akımı yoğunluğu (A)
t: elektrik akımının (akımlarının) geçiş zaman aralığı

bu elektrolizin ikinci yasası aşağıdaki ifadeye sahiptir:

“Elektroliz sırasında aynı miktarda elektrikle biriktirildiğinde çeşitli elementlerin kütleleri, kimyasal eşdeğerleriyle doğru orantılıdır.”.

M = K VE

Nerede,

M: madde kütlesi
K: orantısallık sabiti
VE: maddenin gram eşdeğeri

Makalede daha fazla bilgi edinin: Faraday sabiti.

sınıflandırma

Elektroliz işlemi erime veya çözünme yoluyla gerçekleşebilir:

Magmatik Elektroliz

Magmatik elektroliz, erimiş bir elektrolitten, yani proses ile işlenendir. Füzyon.

Örnek olarak NaCl (Sodyum Klorür) kullanalım. Maddeyi 808 °C'ye ısıttığımızda, kaynaşır ve mevcut iyonlar (Na⁺ ve Cl^-) sıvı halde daha fazla hareket özgürlüğüne sahip olmaya başlar.

ne zaman elektrik akımı elektrolitik hücreye geçer, Na katyonları⁺ katot adı verilen negatif kutup tarafından çekilirler. Zaten Cl anyonları^-, pozitif kutup veya anot tarafından çekilir.

Na durumunda⁺ Cl'deyken bir indirgeme reaksiyonu meydana gelir^-, bir tepki var oksidasyon.

Magmatik NaCl Elektroliz Şeması

Sulu Elektroliz

Sulu elektrolizde kullanılan iyonlaştırıcı çözücü sudur. Sulu çözeltide elektroliz, ters çevrilmiş elektrotlar veya aktif (veya reaktif) elektrotlar ile gerçekleştirilebilir.

inert elektrotlar: Çözeltideki su aşağıdaki denkleme göre iyonlaşır:

H₂O ↔ H⁺ + OH^-

İle ayrışma NaCl elimizde:

NaCl → Na⁺ + Cl^-

Böylece, H katyonları⁺ ve üzerinde⁺ OH anyonları ise negatif kutupta boşaltılabilir^- ve Cl^- pozitif kutupta deşarj edilebilir.

NaCl Sulu Elektroliz Şeması

Katyonlarda bir indirgeme reaksiyonu (katodik indirgeme), anyonlarda ise bir oksidasyon reaksiyonu (anodik oksidasyon) vardır.

Yani elektroliz reaksiyonumuz var:

2 NaCl + 2H₂O → 2 Giriş⁺ + 2OH^- + H₂ + Cl₂

Bundan, NaOH moleküllerinin çözeltide kaldığı, H'nin ise çözeltide kaldığı sonucuna varabiliriz.₂ negatif kutupta serbest bırakılır ve Cl₂, pozitif kutupta.

Bu işlem eşdeğer denklemle sonuçlanacaktır:

2 NaCl + 2H₂O → 2 NaOH + H₂ + Cl₂

Aktif Elektrotlar: bu durumda aktif elektrotlar elektrolize katılır, ancak korozyona uğrarlar.

Örnek olarak, sulu bakır sülfat çözeltisinde (CuSO) elektrolize sahibiz.₄):
CUSO₄ → Bakır₂ + işletim sistemi ^2-₄
H₂O → H⁺ + OH^-

CuSO Sulu Elektroliz Şeması₄

Bu durumda, bakır anot paslanacaktır:

eşek⁰ → Bakır²⁺ + 2e^-

Bunun nedeni, elektrotların standart potansiyellerine göre, elektrik akımının elektronları Cu'dan çıkarmak için daha kolay bir zamana sahip olmasıdır.⁰ işletim sisteminden daha ^2-₄ ya da oh'tan^-.

Bu nedenle, negatif kutupta aşağıdaki elektroliz reaksiyonu meydana gelir:

2e^- + Cu²⁺ → Bakır

Pozitif kutupta, elektroliz reaksiyonumuz var:

Cu → Cu²⁺ +2e^-

Son olarak, iki elektroliz denklemini topladığımızda sonuç olarak sıfır olur.

Konu hakkında daha fazla bilgi edinmek ister misiniz? Makaleleri okuyun:

• İyon, Katyon ve Anyon
• kimyasal reaksiyonlar
• oksidasyon-redüksiyon reaksiyonları

Pil ve Elektroliz

Elektroliz, pilin tersine bir fenomene dayanır. Elektrolizde süreç, pillerde olduğu gibi kendiliğinden değildir. Başka bir deyişle, elektroliz, elektrik enerjisini kimyasal enerjiye dönüştürürken, hücre kimyasal enerjiden elektrik enerjisi üretir.

hakkında daha fazla bilgi elektrokimya.

Egzersizler

1. (Ulbra-RS) Metalik potasyum, potasyum klorürün magmatik elektrolizi ile üretilebilir. Bu ifadeden doğru alternatifi işaretleyin.

a) Elektroliz, elektrik akımı tarafından motive edilen oksidasyon-redüksiyon ve indirgeme reaksiyonlarını içeren bir işlemdir.
b) Potasyum klorürün magmatik elektrolizi oda sıcaklığında gerçekleşir.
c) Potasyum doğada indirgenmiş halde bulunur (K⁰).
d) Elektroliz reaksiyonu, ultraviyole radyasyon yardımıyla gerçekleşen reaksiyondur.
e) Potasyum klorürün elektrolizi sürecinde metalik potasyum elde etmek için potasyumdan klora elektron transferi gerçekleşir.

Yanıtı Gör

alternatif

2. (UFRGS-RS) Bir elektroliz hücresinin katodunda her zaman:

a) Metal biriktirme.
b) Bir indirgeme yarı reaksiyonu.
c) Elektrik akımı üretimi.
d) Hidrojen gazının salınması.
e) Kimyasal korozyon.

Yanıtı Gör

alternatif b

3. (Unifor-CE) Aşağıdaki önermeler elektroliz ile ilgilidir:

BEN. Elektroliz reaksiyonları, elektrik enerjisi tüketimi ile meydana gelir.
II. Sulu glikoz çözeltileri, elektrik akımı iletmedikleri için elektrolize edilemezler.
III. Tuzlu çözeltilerin elektrolizinde metalik katyonlar oksidasyona uğrar.

Sadece şunu söyleyebiliriz:

a) ben doğru.
b) II doğrudur.
c) III doğrudur.
d) I ve II doğrudur.
e) II ve III doğrudur.

Yanıtı Gör

Alternatif

4. (FEI-SP) İki Kimya öğrencisi BaCl elektrolizi yaptı₂; ilk sulu ve ikinci ateşli. Sonuçla ilgili olarak, her ikisinin de elde edildiğini söyleyebiliriz:

a) H₂ bu₂ anotlarda.
b) H₂ ve anotlarda Ba.
c) Cl₂ ve elektrotlarda Ba.
d) H₂ katotlarda.
e) Cl₂ anotlarda.

Yanıtı Gör

alternatif ve

5. (Vunesp)"Kimyasız Havuz” su arıtma ile ilgili bir reklamdır. Bununla birlikte, muamelenin suya sodyum klorür eklenmesi ve bunun geçirilmesinden ibaret olduğu bilinmektedir. bir kurşuna bağlı bakır ve platin elektrotlarla donatılmış bir kaptan su araba.

a) Bu bilgilere dayanarak, reklam mesajının doğru olup olmadığını tartışın
b) Eylemsiz elektrotları göz önünde bulundurarak, önceki cevabı doğrulayan ilgili reaksiyonların denklemlerini yazın.

Yanıtı Gör

a) Kimyasal ürün oluşumu olacağından reklam mesajı doğru değildir.
b) 2 NaCl + 2H₂O → 2 NaOH + H₂ + Cl₂ (havuz suyunun arıtılmasında faydalı olan klor oluşturan reaksiyon)
2 NaOH + Cl₂ → NaCl + NaClO + H₂O (güçlü bir bakterisit olan NaClO oluşturan reaksiyon)