Elektroliz herhangi bir kaynaktan (örn. pil veya pil) doğada bulunamayan veya büyük miktarlarda bulunmayan basit veya bileşik maddeler üretmek için bir kimyasal reaksiyonun meydana gelmesini zorlamak.
Herhangi bir elektroliz sisteminin montajının temsili
Elektroliz sırasında, katotta bir katyon indirgenir ve bir anyon anotta oksidasyona uğrar. Bu, harici bir kaynak tarafından sağlanan elektrik boşalması yoluyla olur. Böylece elektrolizde kendiliğinden olmayan bir oksidasyon ve indirgeme reaksiyonumuz var.
Şimdi elektrolizin gerçekleştiği iki yolu anlayın:
Bu tip elektrolizde, bir iyonik madde elektrolitik bir kap içinde sıvı halde. İyonik madde (XY) füzyona uğradığında, ayrışma, aşağıda gösterildiği gibi:
Ardından, güç kaynağı açıldığında, katyon (X+) katoda doğru hareket eder ve anyonlar (Y-) anoda doğru hareket ettirin. Böylece:
Katotta: katyonlar elektronları alır (indirgeme geçirirler) ve aşağıdaki denklemle temsil edilen bir süreç olan kararlı bir maddeye (X) dönüşürler:
anotta: anyonlar elektron kaybeder (oksidasyona uğrarlar) ve aşağıdaki denklemle temsil edilen bir süreç olan kararlı bir madde (X) haline gelirler:
a) Magmatik elektroliz örneği
Örnek olarak, şimdi maddenin magmatik elektrolizini izleyin. sodyum klorit (NaCl). Sodyum klorür (NaCl) füzyona uğradığında, aşağıda gösterildiği gibi ayrışma sürecine girer:
Ardından, güç kaynağı açıldığında, katyon (Na+) katoda doğru hareket eder ve anyonlar (Cl-) anoda doğru hareket ettirin. Böylece:
Katotta: içindeki katyonlar+ elektron alırlar (indirgeme geçirirler) ve aşağıdaki denklemle temsil edilen bir süreç olan kararlı bir madde (katı bir metal olan Na) haline gelirler:
anotta: Cl anyonları- elektron kaybederler (oksidasyona uğrarlar) ve kararlı bir madde haline gelirler (Cl2, gaz halinde), aşağıdaki denklemle temsil edilen süreç:
NaCl'nin magmatik elektrolizini gösteren şema
Böylece, sodyum klorürün magmatik elektrolizinde metalik sodyum (Na) ve klor gazı (Cl) oluşur.2).
Bu tip elektrolizde elektrolitik tankın içinde suda çözünmüş iyonik bir madde kullanırız. Bu nedenle, elektrolizi gerçekleştirmeden önce maddeyi (genellikle bir tuz) karıştırırız. inorganik) suda ayrışmasına neden olmak için (bir katyon ve bir anyon salınımı), gösterildiği gibi feryat:
Magmatik elektroliz ile ilgili fark, ayrışmadan kaynaklanan iyonlara ek olarak, suyun kendi kendine iyonlaşmasından kaynaklanan iyonlara da sahip olmamızdır. Kendi kendine iyonlaşmasında su, bir hidronyum katyonu (H+) ve bir hidroksit anyonu (OH-), aşağıdaki denklemde olduğu gibi:
Böylece elektrolitik kazanın içinde iki katyon (biri maddeden iyonik ve biri sudan) ve iki anyon (biri iyonik maddeden ve diğeri Su).
Hangi katyonun katoda, hangi anyonun anoda gideceğini bilmek için, katyonların ve anyonların deşarj sırasını bilmek gerekir.
katyonlar için:
Au>Pt>Hg>Ag>Cu>Ni>Cd>Pb>Fe>Zn>Mn>hidronyum>IIIA ailesi> IIA ailesi > IA ailesi
anyonlar için
Oksijensiz anyonlar ve HSO4 > hidroksit > oksijenli anyonlar ve F
Ardından, güç kaynağı açıldığında, bir katyon (X+) katoda doğru hareket eder ve anyonlardan biri (Y-) anoda doğru hareket eder.
Katotta: katyonlar elektronları alır (indirgeme geçirirler) ve aşağıdaki denklemle temsil edilen bir süreç olan kararlı bir maddeye (X) dönüşürler:
anotta: anyonlar elektron kaybeder (oksidasyona uğrarlar) ve aşağıdaki denklemle temsil edilen bir süreç olan kararlı bir madde (Y) haline gelirler:
a) Sulu elektroliz örneği
Örnek olarak, sodyum klorürün (NaCl) sulu elektrolizini kullanacağız. Sodyum klorür (NaCl) suda çözündüğünde aşağıda gösterildiği gibi ayrışma sürecine girer:
NaCl'nin ayrışmasına ek olarak, suyun kendi kendine iyonlaşmasına sahibiz:
Yani H katyonlarımız var+ ve üzerinde+ ve OH anyonları- ve Cl-. Ardından, güç kaynağı açıldığında aşağıdakilere sahibiz:
katotta: H katyonları+ elektronları alır (indirgenmiş) ve kararlı bir madde haline gelir (H2, bir gazdır). Bunun nedeni, hidronyumun IA ailesinin elemanları (bu durumda Na) üzerinde deşarj önceliğine sahip olmasıdır. İşlem aşağıdaki denklemle temsil edilir:
anotta: Cl anyonları- elektron kaybederler (oksidasyona uğrarlar) ve kararlı bir madde haline gelirler (Cl2, gaz halindedir). Bunun nedeni, Cl'nin- oksijenli olmayan bir anyondur ve aşağıdaki denklemle temsil edilen bir süreç olan hidroksite göre deşarj önceliğine sahiptir:
NaCl'nin sulu elektrolizini gösteren şema
Böylece, sodyum klorürün sulu elektrolizinde hidrojen gazı oluşumuna sahibiz (H2) ve klor gazı (Cl2).
Benden Diogo Lopes Dias
Kaynak: Brezilya Okulu - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-eletrolise.htm