Elektrolizės pavyzdžiai

Šioje temoje aptariama elektrolizė – procesas, kurio metu, naudojant elektros srovę, vyksta cheminės reakcijos. Nagrinėjami oksidacijos ir redukcijos procesai, vykstantys ant anodo ir katodo, bei įvairių medžiagų (tiek vandeninių tirpalų, tiek lydalų) elektrolizės pavyzdžiai. Taip pat parodoma, kaip elektrolizės produktai priklauso nuo elektrolito sudėties ir metalų aktyvumo.

Elektrocheminiai procesai ant katodo
Reakcijos, vykstančios ant katodo, priklauso nuo metalo padėties standartinių potencialų (aktyvumo) eilėje. Metalų aktyvumo eilė (fragmentas): \(\text{Li, K, Na, Mg, Al, ..., Zn, Cr, Fe, ..., H, Cu, Ag, Hg, Pt, Au}\). Metalams nuo \(\text{Li}\) iki \(\text{Al}\) (imtinai) lydaluose vyksta pagrindinė reakcija: \(M^{n+}(s) + ne^- \rightarrow M(k)\), o vandeniniuose tirpaluose (naudojant netirpųjį anodą) – šalutinė reakcija: \(2H_2O(s) + 2e^- \rightarrow H_2(d) + 2OH^-(aq)\). Kitiems metalams vyksta reakcija: \(M^{n+}(aq) + ne^- \rightarrow M(k)\). Pavyzdžiai (lydalų elektrolizė): \(Al^{3+}(s) + 3e^- \rightarrow Al(k)\); Na^+(s) + e^- \rightarrow Na(k) $$.
Plačiau
Elektrolizės pavyzdžiai
Keli elektrolizės pavyzdžiai:

  1. \(NaCl\) vandeninio tirpalo elektrolizė: ant katodo (-) redukuojasi vanduo: \(2H_2O(s) + 2e^- \to H_2(d) + 2OH^-(aq)\), ant anodo (+) oksiduojasi chlorido jonai: \(2Cl^-(aq) \to Cl_2(d) + 2e^-\). Bendroji reakcija: \(2H_2O(s) + 2NaCl(aq) \to H_2(d) + 2NaOH(aq) + Cl_2(d)\).

  2. \(NaCl\) lydalo elektrolizė: ant katodo (-) redukuojasi natrio jonai: \(Na^+(s) + e^- \to Na(s)\), ant anodo (+) oksiduojasi chlorido jonai: \(2Cl^-(s) \to Cl_2(d) + 2e^-\). Bendroji reakcija: \(2NaCl(s) \to 2Na(s) + Cl_2(d)\).

  3. \(K_2SO_4\) vandeninio tirpalo elektrolizė: Ant abiejų elektrodų skyla vanduo: ant katodo(-) \(2H_2O(s) + 2e^- \to H_2(d) + 2OH^-(aq)\), ant anodo(+) \(2H_2O(s) \to O_2(d) + 4H^+(aq) + 4e^-\); Bendroji: \(2H_2O(s) \to 2H_2(d) + O_2(d)\).

  4. \(ZnSO_4\) vandeninio tirpalo elektrolizė: ant katodo (-) redukuojasi cinko jonai ir vanduo: \(Zn^{2+}(aq) + 2e^- \to Zn(k)\); \(2H_2O(s) + 2e^- \to H_2(d) + 2OH^-(aq)\), ant anodo (+) oksiduojasi vanduo: \(2H_2O(s) \to O_2(d) + 4H^+(aq) + 4e^-\). Bendroji: \(ZnSO_4(aq) + 2H_2O(s) \to Zn(k) + H_2(d) + O_2(d) + H_2SO_4(aq)\).

  5. \(CuCl_2\) vandeninio tirpalo elektrolizė (netirpusis anodas): ant katodo (-) redukuojasi vario jonai: \(Cu^{2+}(aq) + 2e^- \to Cu(k)\), ant anodo (+) oksiduojasi chlorido jonai: \(2Cl^-(aq) \to Cl_2(d) + 2e^-\). Bendroji reakcija: \(CuCl_2(aq) \to Cu(k) + Cl_2(d)\).

  6. \(CuCl_2\) lydalo elektrolizė (netirpusis anodas): reakcijos tokios pačios, kaip ir vandeninio tirpalo elektrolizės atveju. Bendroji reakcija: \(CuCl_2(ag) \to Cu(k) + Cl_2(d)\). \(Cl_2\) dujos nustatomos leidžiant jas į vandeninį \(KI\) tirpalą su krakmolo kleisteriu: \(2KI(aq) + Cl_2(d) \to 2KCl(aq) + I_2(k)\), jodas nudažo krakmolo kleisterį mėlynai.

Plačiau
Oksidacijos procesai ant anodo
Elektrolito tirpaluose, kurie yra rūgštiniai (pvz., \(H_2SO_4, HNO_3\)) arba neutralūs (pvz., \(NaNO_3, K_2SO_4\)) ir turi deguoninių rūgščių anijonų (pvz., \(SO_4^{2-}, NO_3^-, PO_4^{3-}, CO_3^{2-}\)), vyksta vandens molekulių, o ne anijonų oksidacija. Taip nutinka dėl mažesnio energijos poreikio. Rūgštinėje arba neutralioje terpėje reakcija yra: \(2H_2O(s) \rightarrow O_2(d) + 4H^+(aq) + 4e^-\). Šarminėje terpėje oksiduojasi hidroksido jonai: \(4OH^-(aq) \rightarrow O_2(d) + 2H_2O(s) + 4e^-\).
Plačiau

Prisijungti

arba
Real 2
„X“ yra inovatyvi mokymosi platforma, kurios tikslas – teikti aukštos kokybės mokymo medžiagą įvairiausių klasių mokiniams. Patyrusių specialistų parengtas turinys skatina smalsumą, padeda išsamiau ir giliau suprasti mokomus dalykus bei sėkmingai pasiruošti akademiniams iššūkiams.
Naudingos nuorodos
Atsisiųsk programėlę:
Susisiek su mumis: info@knowledgenestapp.com