Elektroliza(1), Chemia, Chemia nieorganiczna


Elektroliza

  • przemiany chemiczne przebiegające na elektrodach (redukcja na katodzie; utlenianie na anodzie) pod wpływem przyłożonego z zewnątrz napięcia.

Napięcie rozkładowe

  • najmniejsze napięcie konieczne do wywołania elektrolizy

Nadnapięcie

  • wartość napięcia o które trzeba zwiększyć napięcie rozkładowe aby przebiegł proces elektrolizy.

Elektroliza rozcieńczonych roztworów kwasów beztlenowych

HCl

K (-): 2 H­+ + 2 e = H2 redukcja

A (+): 2 Cl- - 2 e = Cl2 utlenianie

2 H­+ + 2 Cl- = Cl2 + H2

Elektroliza wodnych roztworów kwasów tlenowych

H2SO4

K (-): 4 H­+ + 4 e = 2 H2

A (+): 2 H2O - 4 e = O2 + 4 H+

2 H2O = O2 + 2 H2

Elektroliza wodnych roztworów zasad

NaOH

K (-): 4 H2O + 4 e = 2 H2 + 4 OH-

A (+): 4 OH- - 4 e = O2 + 2 H2O

2 H2O = O2 + 2 H2

Elektroliza wodnych roztworów soli

1. soli kwasów beztlenowych metali alkalicznych

NaCl

K (-): 2 H2O + 2 e = H2 + 2 OH-

A (+): 2 Cl- - 2 e = Cl2

2 H2O + 2 Cl- = H2 + 2 OH- + Cl2

2. soli kwasów beztlenowych metali niealkalicznych

CuCl2

K (-): Cu2+ + 2 e = Cu

A (+): 2 Cl- - 2 e = Cl2

Cu2+ + 2 Cl- = Cu + Cl2

3. soli kwasów tlenowych metali alkalicznych

Na2SO4

K (-): 4 H2O + 4 e = 2 H2 + 4 OH-

A (+): 2 H2O - 4 e = O2 + 4 H+

6 H2O = 2 H2 + 4 OH- + O2 + 4 H+

4. soli kwasów tlenowych metali niealkalicznych

CuSO4

K (-): 2 Cu2+ + 4 e = 2 Cu

A (+): 2 H2O - 4 e = O2 + 4 H+

2 H2O + 2 Cu2+ = 2 Cu + O2 + 4 H+

Elektroliza stopionych soli - stosowana do otrzymywania metali lekkich (K; Na; Mg; Ca)

NaCl

K (-): 2 Na+ + 2 e = 2 Na

A (+): 2 Cl- - 2 e = Cl2

2 Na+ + 2 Cl- = 2 Na + Cl2

Elektroliza stopionych wodorotlenków

NaOH

K (-): 2 Na+ + 2 e = 2 Na

A (+): 4 OH- - 4 e = O2 + 2 H2O

4 Na+ + 4 OH- = 4 Na + O2 + 2 H2O

W przemyśle elektrolizę wykorzystuje się do:

  • otrzymywania metali (Na, K, Al., Mg, Ca), wodorotlenku sodu (NaOH)

  • gazów technicznych (wodór, tlen, chlor)

  • oczyszczania metali (najczęściej miedzi)

  • nanoszenia na metale powłok z innych metali w celach ochronnych lub dekoracyjnych
    (galwanostegia)

  • rozdzielania izotopów (produkcja ciężkiej wody H2O2)

I Prawo elektrolizy Faradaya

Masa substancji wydzielonej na jednej z elektrod jest wprost proporcjonalna do ładunku elektrycznego przepuszczonego przez roztwór.

m = kQ = kIt

m - masa substancji wydzielonej na elektrodzie [g]

k - równoważnik elektrochemiczny - masa substancji wydzielonej na elektrodzie przy przepływie przez elektrolit jednostkowego ładunku 1C.

I - natężenie prądu [A]

t - czas przepływu prądu [s]

II Prawo elektrolizy Faradaya

Stosunek masy molowej (M) substancji wydzielającej się na elektrodzie do iloczynu jej równoważnika elektrochemicznego (k) i liczby ładunkowej (z) reakcji elektrodowej (zapisanej dla jednego mola substancji o masie M) jest wielkością stałą dla wszystkich procesów elektrodowych i wynosi 96 500 C.

0x01 graphic
;

F - stała Faradaya

k - równoważnik elektrochemiczny

z - liczba ładunkowa równa liczbie wymienionych elektronów w połówkowej reakcji redox.

M - masa molowa substancji wydzielonej na elektrodzie.

I i II Prawo elektrolizy Faradaya (połączenie)

0x01 graphic

Q = nFz; Q = It

[1F] = [96 500 C / mol] ; [1 C] = [A*s]

PORÓWNANIE

Elektrolizer

Ogniwo

Charakter procesów

wymuszony przepływem prądu

samorzutny - generuje prąd

Kierunek przepływu elektronów

od katody do anody

od anody do katody

Elektroda ujemna

katoda

anoda

Elektroda dodatnia

anoda

katoda

Utlenianie

zawsze zachodzi na anodzie

Redukcja

zawsze zachodzi na katodzie



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Kolokwium I nieorganiczna- elektrochemia, Studia - Chemia kosmetyczna UŁ, II rok, III semestr, CHEMI
elektrochemia, Studia - Chemia kosmetyczna UŁ, II rok, III semestr, CHEMIA NIEORGANICZNA laboratoriu
elektrochemiarozw, ~ NOTATKI, przedmioty obowiązkowe I rok, Chemia Nieorganiczna, Kolokwia
ELEKTROCHEMIA, Budownictwo PK, Chemia, Chemia nieorganiczna od Marysi
CHEMIA NIEORGANICZNA 2
Chemia nieorganiczna zadania 4 Nieznany
Chemia nieorganiczna zadania 7 Nieznany
KationyV, Farmacja, I rok, Chemia nieorganiczna
egz 2010-pytania spisane(1), Chemia nieorganiczna- egzmain
Tlenowce(1), Chemia, Chemia nieorganiczna
testy chemia2, Biotechnologia PŁ, chemia nieorganiczna
CHEMIA KOSMETYCZNA Chemia nieorganiczna (tlenki, kwasy, sole
Chemia nieorganiczna egzamin
Chemia nieorganiczna sciaga
iloczynrozw, ~ NOTATKI, przedmioty obowiązkowe I rok, Chemia Nieorganiczna, Kolokwia
Nierganiczna cw teoria, semestr 1, Chemia, Nieorganiczna teoria
CAŁOŚĆ elektrodyka, Chemia Fizyczna, Fizyczna - koła, Kolokwium Fizyczna Roszak Lipkowski, 1Kolokwiu
odp test 1, 1 ROK Biologia i geologia, spec.Ochrona przyrody, Chemia nieorganiczna

więcej podobnych podstron