магматичний електроліз є хімічним явищем, при якому a іонна сполука будь-який (сіль або основа, наприклад) після проходження процесу плавлення (перехід від твердого стану до стану рідина), піддається зовнішньому електричному струму, що призводить до утворення двох нових речовин хімічна.
Коли сіль проходить процес плавлення, вона проходить так званий дисоціація іонний, в якому він виділяє катіон і аніон, як у рівнянні, представленому нижче:
XY(s) → X+(1) + Y-(1)
Після плавлення, коли електричний струм проходить через це середовище, виділяються іони розряджаються, як описано нижче.
аніон зазнає окислення, втрачаючи електрони і утворюючи просту речовину, як показано в рівнянні нижче:
Y-(1) → Y2 + 2 і
У цьому процесі виділяється 2 моль електронів, оскільки потрібно 2 моль аніона Y- утворювати молекулярний Y (зазвичай з атомністю 2, Y2). Отже, ваше рівняння можна записати наступним чином:
2 р-(1) → Y2 + 2 і
катіон зазнає відновлення, отримуючи електрони і утворюючи просту (металеву) речовину, згідно з наведеним нижче рівнянням:
X+(1) + та → X(s)
Оскільки кількість електронів при окисленні має дорівнювати кількості електронів при відновленні, ми повинні помножити вищенаведене рівняння на 2, що призводить до:
2 X+(1) + 2 і → 2 X(s)
Глобальне рівняння, яке представляє магматичний електроліз будується із суми рівнянь синтезу, окислення та відновлення, усуваючи всі елементи, що повторюються в реагенті одного рівняння та у продукті іншого.
Плавлення: 2 XY(s) → 2X+(1) + 2Р-(1)
Рівняння плавлення множили на 2, щоб дорівнювати кількості іонів щодо рівнянь окислення та відновлення.
Плавлення: 2 XY(s) → 2X+(1) + 2Р-(1)
Окислення: 2 Y-(1) → Y2 + 2 і
Зменшення: 2X+(1) + 2 і → 2 X(s)
Глобал електролізу: 2 XY(s) → Y2 + 2 X(s)
Див. Крок за кроком магматичний електроліз з кількома прикладами:
1-й приклад: магматичний електроліз хлориду натрію (NaCl)
1-й крок: Злиття хлориду натрію нагріванням солі.
NaCl(s) → В+(1) + Кл-(1)
2 етап: Окислення хлоридного катіона (Cl-).
Кл-(1) → Кл2 (г) + 2 і
Зверніть увагу, що виділяється 2 моля електронів, оскільки для утворення молекулярного хлору (Cl) потрібно 2 моля хлоридного аніона2). У цьому сенсі рівняння можна записати:
2 Кл-(1) → Кл2 (г) + 2 і
3 етап: Відновлення катіона натрію (Na+).
В+(1) + та → В(s)
Оскільки кількість електронів при окисленні має дорівнювати кількості електронів при відновленні, ми повинні помножити вищенаведене рівняння на 2, що призводить до:
2 дюйма+(1) + 2 та → 2 дюйма(s)
4-й етап: Перепишіть рівняння синтезу.
Оскільки число катіону і аніону змінилося, ми повинні помножити рівняння, отримане на 1-му кроці, на 2.
2 NaCl(s) → 2 дюйма+(1) + 2 Кл-(1)
5-й етап: Збірка глобального рівняння магматичний електроліз.
2 NaCl(s) → 2 дюйма+(1) + 2 Кл-(1)
2 Кл-(1) → Кл2 (г) + 2 і
2 дюйма+(1) + 2 та → 2 дюйма(s)
Щоб скласти це глобальне рівняння, просто усуньте елемент, який з’являється в реактиві однієї стадії та добутку іншої, як це робиться з Na+, Кл- і електрони. Отже, глобальним рівнянням буде:
2 NaCl(s) → Кл2 (г) + 2 дюйма(s)
2-й приклад: магматичний електроліз броміду алюмінію (AlBr3)
1-й крок: Розплавлення хлориду натрію від нагрівання солі.
AlBr3 (s) → Ал+3(1) + 3Br-(1)
Як і у формулі солі, є три атоми брому (Br), тому виділяється 3 моля бромідного аніона (Br)-).
2 етап: Окислення катіону броміду (Br-).
3Br-(1) → бр2 (1) + 3 і
У цьому процесі виділяється 2 моль електронів, оскільки для утворення молекулярного брому потрібно 2 моль аніону броміду2). Отже, щоб дорівнювати кількості молей брому, ми повинні використовувати коефіцієнт 3/2 для сполуки Br2:
3Br-(1) → 3/2 руб2 (1) + 3 і
3 етап: Відновлення катіону алюмінію (Al+3).
Ал+3(1) + 3 та → Al(s)
Оскільки кількість електронів при окисленні має дорівнювати кількості електронів при відновленні, ми повинні помножити вищенаведене рівняння на 2, в результаті чого:
2 Ал+3(1) + 6 і → 2 Al(s)
4-й етап: Корекція рівняння броміду.
Як і в рівнянні алюмінію, використовується шість електронів, тому в рівнянні броміду також повинно бути шість електронів. Для цього ми повинні помножити рівняння на 2, в результаті чого:
6 бр-(1) → 3 руб2 (1) + 6 і
5-й етап: Складання глобального рівняння магматичного електролізу.
2 AlBr3 (s) → 2 Ал+3(1) + 6 руб-(1)
6 бр-(1) → 3 руб2 (1) + 6 і
2 Ал+3(1) + 6 і → 2 Al(s)
Щоб зібрати це глобальне рівняння, просто усуньте елемент, який з’являється в реактиві однієї стадії та добутку іншої, як у випадку Al+3, бр- і електрони. Отже, глобальним рівнянням буде:
2 AlBr3 (s) → 3Br2 (1) + 2 Ал(s)
Мені Діого Лопес Діас
Джерело: Бразильська школа - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-eletrolise-ignea.htm
