Kas yra elektrolizė

Chemija / by admin / July 04, 2021

Chemijos srityje Elektrolizė yra reiškinys, kuriame elektros srovė eina per vandeninį joninio junginio tirpalą, ir prasideda nukreipti jonus (įelektrintos dalelės) junginio a du elektrodai, teigiamas (Anodas, pritraukia neigiamai įkrautus anijonus) ir neigiamus (Katodas, pritraukia teigiamai įkrautus katijonus). Šį reiškinį reguliuoja elektrostatikos įstatymas, kuris rodo, kad priešingi krūviai traukia vienas kitą.

Elektrolitai

1883 m. Michaelas Faraday atrado, kad tam tikrų medžiagų vandeniniai tirpalai praleidžia elektros srovę, o kitų medžiagų - ne.

Norėdami patikrinti, ar vandeninis tirpalas praleidžia elektros srovę, Faraday sukūrė paprastą aparatą, susidedantį iš: 110 voltų nuolatinės srovės grandinė, lempa, Y prijungti du metaliniai arba grafito elektrodai į dabartinį šaltinį.

Jei elektrodai panardinami į vandenį, tekančios srovės kiekis yra toks mažas, kad lempa neužsidega; tas pats pasakytina, jei jie yra panardinami į cukraus tirpalą.

Priešingai, jei jie panardinami į Natrio chloridas NaCl

instagram story viewer

arba iš Druskos rūgštis HCl, lempa šviečia ryškiai, o tai įrodo, kad ištirpimas yra puikus laidininkas. Kita vertus, naudojant acto rūgštį CH₃Koncentruotas COOH, tirpalas blogai praleidžia srovę, bet kai rūgštis atskiedžiama vandeniu H₂Arba padidėja jo elektrinis laidumas.

Perduodant srovę per skirtingus tirpalus, prie elektrodų gaunami skirtingi produktai.

Studijuodamas elektrolizę, Faraday padarė šiuos dėsnius:

1-asis įstatymas: Medžiagos, kuri chemiškai transformuojasi elektrode, kiekis yra proporcingas elektros energijos kiekiui, praeinančiam per tirpalą.

2-asis įstatymas: Jei tas pats elektros kiekis perduodamas per skirtingus tirpalus, medžiagų svoris suskaidyti arba nusėdę ant skirtingų elektrodų, yra proporcingi minėtų ekvivalentiniams svoriams medžiagų.

Pateiksiu pavyzdį:

Manoma, kad turite penkis skirtingus elektrolitinius elementus. Pirmasis su Druskos rūgšties HCl, antrasis su Vario sulfatas CuSO₄, trečiasis su Priešpriešinis chloridas SbCl₃, ketvirta su Alavo chloridas SnCl₂ o penktas su Stanino chloridas SnCl₄.

Ta pati srovė praeina per elektrolitinių elementų seriją, kol išsiskirs 1 008 gramai vandenilio ( Druskos rūgšties tirpalo ekvivalentinė vandenilio masė), tuo pačiu metu išsiskyrusių kitų produktų svoris (gramais) Jie yra:

Išleisti kiekvienos cheminės rūšies ekvivalentai

Lygiavertis svoris turi vertę Atominis elemento svoris, padalytas iš elemento Valensijos.

Norint išleisti bet kurio daikto lygiavertį svorį, jums reikia 96500 kulonų. Šis elektros kiekis vadinamas 1 Faradėjus.

Faradėjaus padalinys

Amperas apibrėžiamas kaip vienodas srautas, kuris iš sidabro nitrato (AgNO) tirpalo nusėda 0,001118 gramų sidabro (Ag).₃) per sekundę. Kadangi sidabro atominė masė yra 107,88 g / mol, santykis 107,88 / 0,001118 suteikia amperų sekundžių arba Kulombų skaičius reikalinga elektros energija deponuoti sidabro cheminį ekvivalentą. Šis kiekis yra 96494 kulonai (96500 vertė yra gana apytikslė paprastesniems skaičiavimams) ir vadinamas 1 Faraday of Electricity.

Elektrodai

Paskambino Faradėjus Teigiamo elektrodo anodas ir neigiamo elektrodo katodas. Jis taip pat sukūrė terminus „Anionas“ ir „Katijonas“, taikomus medžiagoms, kurios atsiranda atitinkamai anode ir katode elektrolizės metu.

Šiuo metu kitas elektrodų apibrėžimas yra:

Anodas: Elektrodas, kuriame yra elektronų nuostolis arba oksidacija.

Katodas: Elektrodas, kuriame yra elektronų padidėjimas arba redukcija.

Elektrolitai ir neelektrolitai

Elektros srovės laidumas sprendimais buvo patenkinamai paaiškintas tik 1887 m., Kai Svante Arrhenius paskelbė savo teoriją. Prieš vertindami ir suprasdami Arrhenijaus teoriją, mes pirmiausia išdėstėme keletą faktų, kurie buvo žinomi mokslui, kai Arrhenijus suformulavo:

Neelektrolitų tirpalai jie turi savybių, kurias galima apskaičiuoti taikant Raoult dėsnį. Šių tirpalų garų slėgis ir pastebėtos virimo ir užšalimo taškai praktiškai nesiskiria nuo apskaičiuotų verčių.

The Raulo dėsnis paaiškina, kad kiekvieno ištirpusio tirpalo garų slėgis priklauso nuo jo molio frakcijos, padaugintos iš jo garų slėgio grynoje būsenoje.

Raoulto įstatymas žlunga, kai jis taikomas elektrolitų tirpalams vandenyje. Garų slėgio ir virimo bei užšalimo taškų svyravimai visada yra didesni nei numatyti pagal pirmiau minėtą dėsnį, be to, jie didėja skiedžiant.

Tokius nuokrypius atspindi vertė i, kuri yra užšalimo taške pastebėtų pokyčių santykis tarp užšalimo taške apskaičiuotų pokyčių:

I reikšmė yra nuokrypio nuo Raulo dėsnio matas, lygus 1, kai nėra nuokrypio.

Elektrolitų elektrinis laidumas

Arrhenius ištyrė vandeninių elektrolitų tirpalų laidumą, norėdamas sužinoti, kaip laidumas kinta priklausomai nuo elektrolito koncentracijos.

Jis matavo molinį laidumą (tai yra laidumas, atitinkantis vieną molį ištirpusio elektrolito; tai yra, specifinis laidumas nurodė vieną molą ir nustatė, kad jis padidėjo skiedžiant.

Arrhenius palygino savo rezultatus su nuokrypių nuo Raulo dėsnio matavimais ir nustatė glaudų ryšį tarp šių ir molinio laidumo. Jo teorijoje paaiškinamas elektrolitų elgesys:

„Elektrolitų molekulės disocijuoja į elektrai įkrautas daleles, vadinamas jonais. Tirpimas yra nebaigtas, tarp molekulių ir jų jonų yra pusiausvyra. Jonai judėdami tirpale praleidžia srovę “.

Nukrypimai nuo Raulo dėsnio atsiranda dėl dalelių skaičiaus padidėjimo, atsirandančio dėl dalinio molekulių disociacijos.