Sulu elektroliz: nedir, nasıl, egzersizler

bu sulu elektroliz dır-dir Redoks reaksiyonu kendiliğinden değil geçmesiyle meydana gelen elektrik akımı bir çözüm yoluyla iyonlar içinde çözülmüş Su. Bunu iyi anlamak için elektrolizin kendisinin ne olduğunu bilmek önemlidir. Takip et!

Ayrıca bakınız: Magmatik elektroliz nedir?

Elektroliz nedir ve ne içindir?

Elektroliz elektrik akımının geçişi ile meydana gelen kimyasal redoks reaksiyonuna verilen isimdir. Bu reaksiyon iki şekilde gerçekleşebilir: a magmatik elektroliz ve sulu iyonik solüsyonda elektroliz. Sonuncusu bu metinde bizi ilgilendiriyor.

Her iki elektroliz türünde de iyonlar vardır, fark şu ki, birinci tipte iyonik bileşik oyuncular ve işlemde su yoktur ve ikincisinde adından da anlaşılacağı gibi iyonik bileşik çözünmüş Suda.

Elektroliz için kullanılan kimyasal bir işlemdir. elde edilmesi kimyasal elementler (sevmek metaller, hidrojen, berilyum, klor, diğerleri arasında), için galvanizleme işlemikrom kaplama ve nikel kaplama gibi ve ayrıca elektrolitik metal arıtma. Bu konuyu merak ediyorsanız yazımızı okuyun: Elektroliz konsepti.

Metalik yapıların çinko banyosunda galvanizlenmesi işlemi.

sulu elektroliz

Sulu elektrolizde, suda çözünmüş iyonik bir bileşiğe sahibiz ve bu, ayrışma veya iyonlaşma, iyonlarını çözeltiye bırakarak elektrik akımının geçişine izin verir. İyonik bileşik tarafından salınan iyonlara ek olarak, iyonları da hesaba katmalıyız. su otoiyonizasyonu:

H₂O → H⁺ + OH^-

Elektrolizin gerçekleşmesi için elektrik akımına ihtiyaç olduğundan, o zaman bunun bir kendiliğinden olmayan süreç. tam olarak başına gelen bir yığında görülen işlemin aksine, sırayla, bir reaksiyondan elde edilen kimyasal enerjiyi elektrik enerjisi üretimine dönüştürür.

Sulu elektroliz nasıl oluşur?

Daha önce de belirtildiği gibi, sulu elektroliz sırasında dikkate almalıyız. sudan türetilen iyonlar ve çözünmüş bileşikten türetilen iyonlar. Sodyum klorürün ayrışma örneğine bakın:

NaCl_(İşte) → İçinde⁺_(İşte) + Cl^-_(İşte)

Böylece çözeltinin iki katyonu vardır (H⁺ ve üzerinde⁺) ve iki anyon (OH^- ve Cl^-). Bununla birlikte, yalnızca bir katyon ve bir anyon, elektrik boşalmasıyla oksidasyon-redüksiyona uğrayacaktır. İkisinden hangisinin etkileneceğini belirlemek için bir öncelik sırası, aşağıda artan sırada temsil edilmektedir:

- katyonlar: 1,2 ve 13 ailesinin metalleri < H⁺ < diğer metaller

- anyonlar: Oksijen ve F anyonlar^- < OH^- < oksijensiz anyonlar

Yani, örneğin için sulu çözeltide elektroliz sodyum klorit, elimizdeki H iyonları⁺ ve Cl^- elektrik boşalması yaşayacaktır. Şimdi, yapacağımız analiz etmek Kutupların her birinde neler olduğuna dair:

• Katot ve anot

de katot, elektrolitik hücrenin negatif kutbu, elektronlar elektrota ulaşır ve çözeltide bulunan katyonların göç ettiği yer burasıdır. Bu nedenle, H katyonunun deşarjının gerçekleştiği yer burasıdır.⁺ ve aşağıdaki denkleme göre azaltılması:

2 saat⁺ + 2e → H_2(g)

Anotta, elektrolitik hücrenin pozitif kutbu, çözeltide bulunan katyonlar Elektronlarını boşaltın ve kaybedin. OH üzerinden indirme önceliğine sahip olduğu için^-, Cl^- aşağıdaki denkleme göre oksidasyona uğradığı anoda göç eder:

2Cl^-_(İşte) → 2e + Cl_2(g)

Elektroliz işleminin genel denklemini yazabiliriz. her adımın reaksiyonlarını toplayarak sürecin: ayrışma; suyun kendi kendine iyonlaşması; katyon azaltma; ve anyonun oksidasyonu.

NaCl_(İşte) → İçinde⁺_(İşte) + Cl^-_(İşte)

H₂O → H⁺ + OH^-

2 saat⁺ + 2e → H_2(g)

2Cl^-_(İşte) → 2e + Cl_2(g)

Denklemleri dengeleyerek ve reaktanlarda ve ürünlerde tekrarlanan öğeleri ortadan kaldırarak şunları elde ederiz:

2NaCl_(İşte) + 2H₂Ö_(sıvı.) → 2Na⁺_(İşte) + 2OH^-_(İşte) + H_2(g) + Cl_2(g)

Küresel denklemi analiz ederken, hala çözümde Na iyonları var.⁺_(İşte) ve oh^-_(İşte), kostik soda oluşturmak (NaOH), reaksiyonun ürünlerinden biridir. hidrojen gazıkatotta oluşan ve gaz klor, anotta oluşur.

Ayrıca bakınız:Elektrolizin nicel yönleri

çözülmüş alıştırmalar

Soru 01 (UEG) Galvanizleme, belirli bir parçaya metalik bir kaplama yapılmasına izin veren bir işlemdir. Aşağıda gösterilen, bir anahtarın nikel kaplamasını sağlamak için kurulmuş bir deneysel cihazdır.

Anahtarı nikel ile kaplama sürecinde, Y yarı reaksiyonu ile temsil edilen bir X reaksiyonu meydana gelecektir. Bu durumda, XY çifti şu şekilde temsil edilebilir:

a) indirgeme, Ni⁺ + 1e^– → Ni(ler)

b) indirgeme, Ni(ler) → Ni²⁺ + 2e^–

c) oksidasyon, Ni²⁺ + 2e^– → Ni(ler)

d) oksidasyon, Ni(ler) → Ni²⁺ + 2e^–

e) indirgeme, Ni²⁺ + 2e^– → Ni(ler)

Çözüm: E harfi". Çözeltide bulunan iyonlar şunlardır: katyonlar: Ni²⁺ ve H⁺; anyonlar: SO₄^2- ve oh^-. Katyonlar için, Ni²⁺ deşarjda önceliği vardır ve bu nedenle aşağıdaki denkleme göre katotta bir azalmaya maruz kalacaktır: Ni²⁺ + 2e^– → Ni(ler).

Soru 02 (FMABC-SP) Metalik bakırın saflaştırılmasında kullanılan aşağıdaki sistemi göz önünde bulundurun:

Bu süreçte:

a) II, oksidasyonun meydana geldiği katodu temsil eder.

b) II, indirgemenin meydana geldiği anodu temsil eder.

c) I oksidasyonun meydana geldiği katodu temsil eder.

d) I, indirgemenin meydana geldiği katodu temsil eder.

e) I oksidasyonun meydana geldiği anodu temsil eder.

Çözüm: E harfi". Elektrolizde, jeneratörün pozitif kutbuna bağlı elektrota anot denir ve içindeki anyonlar elektron kaybeder ve aşağıdaki denkleme göre oksidasyona uğrar: Cu⁰ → Bakır²⁺ + 2e.

Soru 03 (Fatec-SP) Bir öğrenci, bir çelik halkayı kromlamak için aşağıdaki şekilde gösterilen elektrolitik devreyi bir doğru akım kaynağı kullanarak monte etti.

Devrenin çalışması sırasında meydana geldiğini söylemek doğrudur.

a) anotta klor gazının salınması ve katotta metalik krom birikmesi.

b) katotta klor gazının salınması ve anotta metalik kromun birikmesi.

c) anotta oksijen gazının salınması ve katotta metalik platin birikmesi.

d) anotta hidrojen gazının salınması ve katotta metalik platinin korozyonu.

e) katotta hidrojen gazının salınması ve anotta metalik çeliğin korozyonu.

çözüm: A harfi". Çözeltide bulunan iyonlar şunlardır: katyonlar: Cr³⁺ ve H⁺; anyonlar: Cl^- ve oh^-. Katyonlar için, Cr³⁺ deşarjda önceliği vardır ve bu nedenle aşağıdaki denkleme göre katotta azalmaya maruz kalacaktır: Cr³⁺ + 3e^– → Cr(ler).

Anyonlar için, Cl- deşarjda önceliğe sahiptir ve bu nedenle aşağıdaki denkleme göre anotta oksidasyona uğrayacaktır: 2Cl^-_(İşte) → 2e + Cl_2(g).

Yani, anotta (platin kısım) klor gazı Cl salınımına sahip olacağız._2, ve katotta (çelik halka), metalik kromun birikmesi.

Victor Ferreira tarafından
Kimya hocası

Kaynak: Brezilya Okulu - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/eletrolise-solucao-aquosa.htm