Elektrolyyttiset solut

Elektrolyyttiset solut ovat sähkökemiallinen laite, joka lisää ei -spontaaneja oksidireaktioita sähkön kautta

Mitkä ovat elektrolyyttiset solut?

Se elektrolyyttiset solut Ne ovat laitteita, joita käytetään ei -spontaanin pelkistyksen kemiallisten reaktioiden lisäämiseen sähkön käytön avulla. Toisin sanoen ne ovat soluja, joissa elektrolyysiprosessi suoritetaan, ja siten sen nimi.

Se on tietyntyyppinen sähkökemialliset solut. Tämä tarkoittaa, että ne ovat laitteita, joissa lajit, jotka hapettuu ja vähenevät, eivät ole suorassa kosketuksessa, vaan niitä löytyy eri osastoista tai reagoivat fyysisesti erillisissä elektrodeissa.

Tästä syystä hapettavien ja pelkistimen lajien välisten elektronien vaihtoa ei tapahdu suoraan, vaan ulkoisen johtimen kautta.

Siinä tapauksessa, että redox -reaktio tapahtuu spontaanisti, ts. Ilman ulkoisen energialähteen apua puhumme galvaanisista soluista.

Esimerkki on auton akku. Toisaalta, jos reaktio vaatii ulkoisen energialähteen, se on elektrolyyttinen solu.

Elektrolyyttisten solujen toiminta

Jokainen elektrolyyttinen solu muodostuu jotkut peruselementit, jotka ovat:

• Kaksi elektrodia, nimeltään anodi ja katodi.
• Aineen liuos, jonka aiomme alistua elektrolyysiin tai epäonnistumalla, tämä sama aine nestemäisessä tilassa (esimerkiksi sulaa suolaa).
• Sähköjohtimet.
• Sähköinen virtalähde.

Prosessi suoritetaan reaktioille, jotka normaaleissa olosuhteissa eivät ole spontaaneja. Tämä tarkoittaa, että ne ovat ruostereaktioiden vähentämistä, joiden solupotentiaali on lajien pitoisuudet ja lämpötila ja paineolosuhteet, negatiivinen.

Tämä tarkoittaa, että elektroneilla ei ole taipumusta mennä lajeista, jotka haluamme hapettua, jota haluamme vähentää, vaan vastakkaiseen suuntaan. Soveltamalla vastakkaisen merkin ulkoista jännitettä, voimme sijoittaa merkin solupotentiaalista, pakottaen reaktion tapahtumaan.

Voi palvella sinua: Liukoiset materiaalit

Kuten mikä tahansa redox -reaktio, elektrolyysi tapahtuu kahden puoliksi reaktion muodossa, jotka tapahtuvat erikseen kahdessa elektrodissa. Näitä kutsutaan katodiksi ja anodiksi.

Katodi

Katodi on elektrodi, joka on kytketty energian lähteen negatiiviseen napaan, ja siellä tapahtuu puolivälissä oleva reaktio. Se on myös elektrodi, johon positiiviset ionit ohjataan elektrolyysin aikana. Itse asiassa siitä, mistä kationien nimi tulee.

Kun edustaa elektrolyysiprosessia solukaavion muodossa, katodissa tapahtuva pelkisemävalo asetetaan aina oikealle puolelle.

Anodi

Anodi on katodia vastustava elektrodi. Toisin sanoen se on elektrodi, joka on kytketty energialähteen positiiviseen voimaan ja jossa hapettuminen tapahtuu puoliksi valossa. Se on myös paikka, johon ionit, joilla on negatiivinen kuorma (anionit), on suunnattu ja ne on aina esitetty solukaavion vasemmalla puolella.

Elektronivirta elektrolyyttisessä kennossa

Kun elektrodit on kytketty energialähteen vastakkaisiin napoihin, joilla on riittävän potentiaali, piiri sulkeutuu ja sähkövirta syntyy. Tämä virta alkaa anodista, jossa pelkistävät lajit hapettuu ja menettää elektroneja.

Nämä elektronit virtaavat sähköjohtimen läpi potentiaalieron ohjaamana katodin saavuttamiseen asti. Kun katodin pinnalla oli, elektronit kulkevat hapettimiin, vähentämällä sitä ja täydentämällä redox -reaktiota.

Jotta sähkön virtaus voi jatkua, liuoksen ionit tai sulan suola liikkuvat elektrodista toiseen. Kationit virtaavat katodiin ja anodiin.

Voi palvella sinua: arjen kemialliset reaktiot

Vaikka ne näyttävät olevan kaksi virtaa vastakkaisiin suuntiin, todellisuudessa molemmat virrat menevät samaan suuntaan. Tämä johtuu siitä, että vastakkaisiin suuntiin liikkuvilla kuormittajilla on myös vastakkaiset kuormat.

Tyypit elektrolyyttiset solut

Vesiliuoksen elektrolyyttisolut

Nämä ovat yleisimmät solut. Ne koostuvat yksinkertaisesti kahden inertin metallin elektrodista, jotka on upotettu vesipitoiseen suolaliuokseen, jonka haluamme lähettää elektrolyysiin.

Ne vähentävät vain lajeja, joilla on positiivisempi pelkistyspotentiaali kuin vety, edellyttäen, että pH on neutraali.

Toisaalta ne vain hapettelevat lajeja, joiden hapettumispotentiaali on suurempi kuin vesi, lukuun ottamatta happea.

Sulan suolojen elektrolyyttiset solut

Tapauksissa, joissa haluamme lajit. Tämä vaatii erityisen solun, kuten Downsin solun.

Elektrolyyttiset solusovellukset

Elektrolyyttiset solut ovat erittäin tärkeitä teollisuudessa. Jotkut tärkeimmistä sovelluksista ovat:

Energia varasto

Elektrolyysi mahdollistaa sähköisen potentiaalin energian muuttamisen potentiaaliseksi kemialliseksi energiaksi. Pelkistetyistä ja hapettuneista lajeista elektrolyysiprosessin aikana tulee uusia lajeja, jotka kykenevät reagoimaan spontaanisti, vapauttaen uudelleen käänteisen energian.

Alkeishamogeenien tuotanto

Halogeenit ovat erittäin teollisuuden merkitystä. Ne eivät kuitenkaan ole luonteeltaan perusteellisesti, koska ne ovat hyvin reaktiivisia hapettavia aineita. Tästä syystä monet halogeenit voivat esiintyä vain elektrolyysin kautta.

Voi palvella sinua: hajauttamisvaihe

Puhdas metallituotanto

Sama, joka voidaan sanoa halogeeneistä, voidaan sanoa myös jaksollisen taulukon reaktiivisimmista metalleista. Elementit, kuten alkaliset ja kuparimetallit, voidaan saada vain sulan suolojen elektrolyysillä ja vesiliuoksilla.

Esimerkkejä elektrolyyttisistä soluista jokapäiväisessä elämässä

Natriumfluori -elektrolyysi

Sulaa natrium -natriumfluoridielektrolyysiä käytetään teollisesti alkuaineen natriumin ja fluorin tuottamiseen. Fluoria voidaan sitten käyttää muiden vähemmän reaktiivisten halogeenien saamiseksi.

Kuparinitraattielektrolyysi

Teollisuuden kuparintuotannossa tämä saadaan suolojen vesiliuoksista elektrolyysi. Lisäksi kupari puhdistetaan myös elektrolyysillä, hapettamalla ja liuottamalla se elektrodista ja tallettamalla se toiseen.

Vesielektrolyysi

Rikkihapon vesiliuoksen elektrolyysi hajoaa happea ja vetyvettä ja on yksi helpoimmista tavoista saada tämä viimeinen elementti puhtaassa muodossa.

Viitteet

1. Korintti - Yleinen kemia (S. F.-A. Elektrolyyttiset solut. Otettu Korintista.PUCP.Edu.PE -PE.
2. Eikoitu (S. F.-A. Elektrolyyttinen solu. Ecroved.Cu.
3. Luis Manuel (2014). Tyypit sähkökemialliset solut. Prezi.com.
4. Pysäytä p., Yllyttää. (2021). Mikä on elektrolyyttinen solu? Otettu Yubrainista.com.