208409642 Electroliza Apei

7/25/2019 208409642 Electroliza Apei

1/22

ElectrolizaElectroliza i aplicaiile eii aplicaiile ei

Clasa a X-a B

C.N.Al.I.Cuza


2/22

Electroliza

LegiAplicatii

Electroli

apei

Descriere

generala

Bibliografie


3/22

Descriere

generala

Ecuatii

Istorie

Importanta

EXPERIMEN- Electroliza apei

in mediul acid -

Electroliza apeiin me!iul

alcalin"bazic

Electroliza apeiin me!iul neutruELECTROLIZAAPEI

INAPOI

Electrolizei apeiin me!iu salin


4/22

Electroliza apei este procesul de descompunere a apei (H20 ino!i"en (02 si #idro"en (H2 datorita trecerii curentului electric

continuu prin apa.

anod (+) catod (-)

Principiu#$ sursa de ener"ie electricaeste conectata la doi

electrozi care sunt plasati inapa.Hidro"enul %a aparea la catod(electrodul ne"ati% al surseide curent continuu& iaro!i"enul

%a aparea la anod (electrodulne"ati%. Ast'el& cantitateade #idro"en "enerata %a 'i dedouaori mai mare decat numarul demoli de o!i"en& iar amele %or'i proportionale cu sarcina

electrica totala purtata desolutie.

$on!i%ii !e proces#

)n electrolizse +ine seama de tensiunea de descompunere& careeste tensiunea minim, la care se poate des',ura procesul i

care depinde de potenialul de electrod& care este in'luien+atla rndul lui de pozi+ia pe care o are sustan+a /n

seria potenialelor electrochimice. e asemeni& tensiunea de laornele electrozilor treuie s, acopere i c,derea de tensiune/n electrolit& /n contacte i /n electrozi. ac, /n electrolitsunt mai mul+i ioni de acelai semn& electroliza se produce cu

o ener ie minim.INAPOI


5/22


6/22

Ce am putut oser%a1

1. Numrul de molecule al gazului de la catod este de dou orinumrul de molecule al gazului de la anod.

2. Volumul gazului eliberat la catod (-) este dublu fata devolumul gazului la anod (+).

ar de 'apt din ce este alcatuitaapa si cum putem 'i si"uri1


7/22


8/22

INAPOI


9/22

Tinand seama de faptul ca electrodul negativ, catodul, are tendinta de a ceda electronii,

iar anodul (+) are tendinta de a accepta electroni, moleculele de apa din apropierea

catodului sunt mprite in ioni de hidrogen ncrcati pozitiv H+ i ionul hidroxil H !"

#H# $ H%+ + H! Procesul poate fi descries prin dou reac ii par iale.

Catod:

Anod:

n principiu la anod se elibereaz electroni care mai apoi sunt capta i la catod. !in acestedou procese par iale rezult de fapt reac ia de separare a atomilor de o"igen i

#idrogen din ap.

Reac ia de separare:

2H2O(l) 2H2(g) + O2

(g)


10/22

Dar de ce H+and OH-sunt prezente de vreme ce noi stim ca

produsii descompunerii apei sunt H2si O

2?

Descompunerea apei este o reactie redox. Rezulta, deci, o

reactie de oxidare la un electrod, si o reactie de reducere la

celalalt electrod.

Apa este oxidata la anod, iar reactia este:

2H2O ---> O

2+ H++ e-

Apa este redusa la catod, iar reactia este:

H2O + e-

---> 2H2+ OH-

INAPOI


11/22

Aceast form a obinerii hidrogenului din apa fost pentru prima dat evideniat de chimistii

germani Johann Wilhelm Ritter si WilliamNicholson n jurul anului 1800, i se pare c petermen lung este singurul procedeu raional,deoarece n cursul procesului nu se emite CO2.

Ca exemplu se poate aminti electroliza n mediubazic, care datorit preurilor mici este utilizatadeseori n combinaie cu centrale hidroelectrice

n Norvegia i Islanda.

INAPOI


12/22

Procedeul reprezinta o metoda industriala deotinere atat a #idro"enului& cat si ao!i"enului si este economic& atata timp

cat e!ista curent electric ie'tin(centrale #idroelectrice si o!i"enulrezultat concomitent poate 'i utilizat.

$!i"enul rezultat se poate utilizae'icient /n alte procese te#nolo"ice&

ne'iind l,sat lier /n atmos'er,.Alt'el& se pre'era otinerea #idro"enului caprodus secundar la electroliza uneisolutii de clorura de sodiu pentru

'aricarea sodei caustice.INAPOI


13/22

Electroliza apei in me!iu alcalin

!aca se electrolizeaza apa alcalinizata (solutie diluata deNa$%)& fenomenele observate vor fi aceleasi' degaarea

o"igenului si #idrogenului la cei doi electrozi. n solutiaalcalina vor fi prezente urmatoarele specii c#imice' Na+&

%$-

& %2$.

Procesele c#imice care au loc la electrozi'(-)' 2%2$ + 2e- %2+ 2%$-(reducere)(+)' 2%$- 1*2$2+ %2$ + 2e- (o"idare)

%2$ %2+ 1*2$2

INAPOI


14/22

Electroliza apei in me!iu neutruActivitate experimentala' ntr-un tub in forma de introdu o solutie diluata

de sulfat de sodiu. Picura in solutie albastru de bromt,mol. a e"tremitatiletubului introdu electrozi de grafit pe care trebuie sa- legi la sursa de curentcontinuu.

nterpretarea observatiilor e"perimentalei observat de asemenea degaarea unor bule de gaz pe suprafataelectrozilor& dar si colorarea solutiei din spatiul anodic in galben& iar a

spatiului catodic in bleu.

Procesele care au loc la electrozi sunt'a catod (-)' p%-ul este bazic'

2%2$ + 2e- %2+ 2%$-(reducere)a anod (+)' p%-ul este acid'

/%2$ 1*2$2+ 2%/$- + 2e- (o"idare)

0cuatia reactiei globale'%2$ %2+ 1*2$2+ 2%$-+ 2%/$+

INAPOI


15/22

Electroliza apei in mediul salin

n cazul electrolizei apei in mediu salin ionii %/$+si %$-seacumuleaza in spatiul anodic& respectiv& catodic. n

spatiul anodic p%-ul este acid& iar in cel catodic& p%-uleste bazic.

INAPOI

!!!Cantitatile de O2si H2formate la electrolizaapei (in mediu acid, bazic sau neutru) depind de

cantitatea de electricitate care trece prin vasul

de electroliza. Aceasta dependenta a fost

stabilita pornind de la determinarea legilor

electrolizei.


16/22

INAPOI

Legile lui Faraday

a trecerea curentului electric printr-un electrolit& adica in timpulelectrolizei& au loc cele doua procese distincte'

-transportul curentului electric de catre ioni

-reactiile c#imice care se produc la electrozi.

Pe baza e"perimentala& 3. 4arada, a observat ca e"ista o relatie intrecantitatea de electricitate care trece printr-un electrolit si cantitatea de

subtanta transformata prin electroliza. ceste observatii l-au condus laenuntarea legilor electrolizei sau legile lui 4arada,.

1. 3asa de substanta (m) separata dintr-un electrolit este proportionala cusarcina electrica transportata(Q)'

m5 67 (m5 6t) &kfiind numit ec#ivalent electroc#imic al substantei neutralizate.

2. 0c#ivalentul electroc#imic al unei substante este direct proportional cu masamolara a substantei si invers proportionala cu modulul valentei acelui elementc#imic.


17/22

Cu totii am auzit proail deelectroliza. Nuneaparat in c#imie& cat si in cosmetica. esi este

un tratament scump& multi oameni apeleaza laepilarea de'initi%a prin electroliza.ar aici

depinde de ce se intele"e prin electroliza.3e#nicaeliminarii parului nu se poate numi electroliza in

niciun caz. Aceasta utilizeaza curent electricpentru a distru"e radacina 'irului de par - asa ca

ar putea 'i numita electrocutare.

In c#imie& electroliza se re'era la orice procesin care intr-o reactie c#imica inter%ineelectricitate.

3ermenul "eneral 'olosit este de electroc#imie.oua e!emple ar putea 'i descompunerea apei in

#idro"en si o!i"en(alt'el spus.. electrolizaapei& de care %om %ori putin mai tarziusau descompunerea o!idului de aluminiu in

aluminiu si o!i"en.


18/22

!!! Procesele electrochimice sunt bazate pe redox.

8anditi-va la aceasta ca inversul unei baterii. ntr-o baterie procesul c#imic estespontan si produce energie electrica& pe cand la electroliza este nevoie de energie

electrica pentru a rezulta un proces c#imic.

Electrolizareprezinta o aplicatie importanta a efectului c#imic al curentului electric.ceste procese& cunoscute sub numele de electroliza& se produc in urma aplicarii

unei diferente de potential electric intre doi electrozi cufundati intr-un electrolit.Produsii disocierii electrolitice& prin miscarea lor diriata de camp& vor determina uncurent ionic. a nivelul electrozilor se realizeaza o transformare a ionilor& printr-un

sc#imb de electroni' anionii cedeaza anodului electroni (acest proces fiindnumit oxidare)& iar cationii primesc electroni (proces numit reducere). n general&in urma proceselor de o"idare& anionii se degaa sub forma de gaze sau& pentru

solutiile acizilor& vor forma impreuna cu apa acidul respectiv. 9u e"ceptia#idrogenului& cationii se depun pe catod sub forma unui strat de substanta (in

general la catod are loc o depunere de metal)& ustificand utilizarea proceselor deelectroliza in domenii diferite.

De exemplu:a electroliza apei& #idrogenul se reduce si se transforma in bule ce se depun pe

catod& o"igenul o"ideaza si este colectat pe anod.

INAPOI


19/22

0lectroc#imia este folosita pentru sinteza moleculelor organice. !eseori&reactiile electroc#imice

se desfasoara in conditii de siguranta sporita& cu mai putine deseuri (maibine pentru mediul inconurator)&

si cu preturi mai scazute decat un proces similar in care se folosescreactivi c#imici.nele procese sintetice pot fi realizate e"clusiv prin metode electroc#imice&

iar acestea din urma sunt utilizatepe scara larga in sinteza produselor c#imicale fine& datorita avantaelor

financiare& ecologice si de siguranta.


20/22

Electroliza are astazi multiple aplicatii& dintreacestea amintim4

- obtinerea unor substante necesare in industria c#imica& farmaceutica&

etc.- modelarea unor metale (galvanote#nica)- instrumente de masurare ale p%-ului acestea masoara p%-ul prin

compararea proprietatilor electrice ale unei solutii cu acelea ale unuielectrod de referinta.

- in industria uleiului comestibil& in instalatiile de intarire a grasimilor atataanimale cat si vegetale

- depunerea unor straturi metalice pe suprafata unor corpuri& pentru a leprotea de coroziune (electroplacare)

9onsta in aplicarea unui start fin& ornamental si protector alunui metal pe altul. 0ste o te#nica comuna utilizata pentru aimbunatati aparenta si durabilitatea unor obiecte metalice.

!e e"emplu& argintul depus dintr-o solutie de nitrat de argintnu se lipeste prea bine de o suprafata metalica. !aca este depusdint-o solutie ce contine ioni de g(9N)2-& atunci el adera bine sicapata si luciu. lte metale ce sunt electroplacate in asemeneabai sunt aurul si cadmiul.


21/22

Obtinerea metalelor 'electrometalurgie(5etalele din "rupele I& a II-a si a III-a principala se otinindustrial prin electroliza topiturilor.

Cu toate ca prin aceste procese electroc#imice se consuma mari cantitati

de ener"ie electrica& ele sunt utilizate pe scara lar"a intrucatpermit otinerea metalelor pure necesare in te#nica. Procedeeleelectroc#imice sunt sin"urele care 'ac posiila otinerea metalelor

cu potential de Obtinerea aluminiului

$btinerea aluminiului a fost un dar binevenit.Pana catre sfarsitul secolului al ::& aluminiul a fost un metal mai rar. 0forturile de a produce

aluminiu prin electroliza au fost neroditoare& deoarece sarurile sale an#idre erau greu depreparat& iar o"idul l2$/& avea un puncte de topire ; 2


22/22

BibliografeINTERNET:

- #ttp4667i8ipedia.com- #ttp4669outue.com- #ttp466"oo"le.com- #ttp466777.madsci.or"6posts6arc#i%es6ma9:;6;:>

=2.C#.r.#tml- #ttp466777.pss.ro6science?'un?clu?romania65ateria

le6EP6electrocinetica6cc?

208409642 Electroliza Apei

Documents

Transcript of 208409642 Electroliza Apei