87028419-chimie-electroliza

7/29/2019 87028419-chimie-electroliza

1/35

ELECTROLIZA


2/35

Electroliza- noiuni generale

Electroliza este procesul detrecere a curentului electric prin

soluia sau topitura unui electrolit iconst n dirijarea ionilor spre

electrozi, neutralizarea acestora iobinerea de produi noi.


3/35


4/35

Electroliza apeiExperimental s-a

constatat din primul an destudiu al chimiei c prinelectroliza apei acidulate seobtine hidrogen si

oxigen.Deci in solutie suntprezenti ionii provenitiprin ionizarea apei si aacidului .

2H2OH 3O+

+ HO-


5/35

Tinand seama de faptul c electrodul negativ,catodul(-) ,are tendinta de a ceda electronii , iaranodul (+) are tendinta de a acepta electroni,procesele mai pot fi scrise sub forma.

(-)2H2O +2e H2(g)+2HO-

(+)2H2OO2(g)+4H+ + 4eDeci la catod se degaja hidrogenul iar la anod

oxigenul.


6/35

Electroliza NaCl(topitur)La electroliza topiturilor se

oxideaza si se reduc ioniielectrolitului.Luam ca exemplu proceselece se petrec la electrolizatopiturii clorurii de sodiuNaCl:Schema electrolizei topituriiNaCl: NaCl = Na+ +Cl-

(-) catod 2Na+ + 2e- Na(reducere)(+) anod 2Cl- -2e- Cl2 (g)

(oxidare)Ecuatia global:2NaCl 2Na + Cl2 (g)


7/35


8/35

Electroliza soluiei de KI

ntr-un tub de sticl n form de U se introduc doielectrozi de crbune conectai la o surs de curentcontinuu . Se pipeteaz n vasul de electroliz nform de U soluie de iodur de potasiu 0,5 Mpn la 2/3 din volumul acestuia. Se inchide

ntreruptorul i se observ transformrile care auloc la cei doi electrozi. ntrerupe circuitul electric

dup 10 minute de funcionare.


9/35

n ramura anodic se introduce 1 cm3

soluie amidon proaspt preparat.Culoarea albastr care apare indicprezena iodului. n ramura catodic a

vasului de electroliz se adaug ctevapicturi de fenolftalein. Culoarea roie

indic prezena unui mediu bazic.


10/35

Ecuatiile reaciilor care au loc la electrozi sunt:

Ecuatia reaciei totale care se desfoar la electrolizaunei soluii de KI este:


11/35


12/35

Aplicatiile electrolizei

Industriile electrochimice reprezinta oramura cu aplicatii importante pentrueconomia nationala.

Aplicarea electrochimiei permite sa se obtinacantitati mari de produse importante, cum

sunt: hidrogenul, oxigenul, clorul, hidroxiziialcalini, peoxizii, oxiclorurile etc.


13/35

Prin electroliza substantelor topite seobtin: sodiu, calciu, magneziu, aluminiusi alte metale. Datorita metodelor

eletrochimice s-a reusit sa se realizeze pescara indsutriala obtinerea unor metaleca: bariu, cesiu, litiu etc.


14/35


15/35

Obtinerea metalelor si

nemetalelorMetalele din grupele I, a

II-a si a III-a principala seobtin industrial prinelectroliza topiturilor.


16/35

Nemetalul care seobtine pe calea

electrolizei este

fluorul.


17/35

Obtinerea aluminiului este un proces tehnologiccomplex care cuprinde doua etape distincte:

obtinerea aluminei din bauxita si electroliza oxiduluide aluminiu.

Al3+ + 3e- ---> Al(l) (catod)

2 O2- ---> O2(g) + 4e- (anod) 4 Al3+ + 6 O2- ---> 4 Al(l) + 3 O2(g)

Oxigenul produs la anod ataca electrodul de

carbon, producand CO2, astfel electrodul trebuindschimbat frecvent.


18/35


19/35

Metoda de purificare a metalelor

Una din aplicatiile electrolizei cu anozi activi(carese consuma in decursul electrolizei) esteelectrorafinarea. Aceasta metoda este utilizata in

procesul de obtinere a cuprului de mare puritate sipentru recuperarea metalelor pretioase.

La anod : Cu ---> Cu2+ + 2e-

La catod: Cu2+ + 2e- ---> CuReactia totala: Cu2+ + Cu ---> Cu ---> Cu2+


20/35

Metoda de obtinere a unor substante

compuse

In prezent cea mai mare cantitate din

necesarul mondial de hidroxid de sodiusi de potasiu se obtine prin electrolizasolutiilor apoase concentrate de clorura

de sodiu, respectiv de potasiu.


21/35


22/35

Electroplacarea

Consta in aplicarea unui start fin,ornamental si protector al unui metal pe

altul. Este o tehnica comuna utilizatapentru a imbunatati aparenta sidurabilitatea unor obiecte metalice .


23/35

Alte aplicatii

Electroliza se mai utilizeaza in instrumente

de masurare ale pH-ului. Aceste instrumente

compara pH solutiei cu cel al electrodului

corespunzator.


24/35

O alta aplicatie este utilizarea

electrolizei la eliminarea parului nedoritde pe corp. Eliminarea parului are locprin aplicarea unei tensiuni foarte miciintr-o solutie de NaCl ce se afla laradacina parului. In urma electrolizei

rezulta NaOH ce arde radacina parului,distrugand firul.


25/35


26/35

Electroliza se mai utilizeaza

in industria uleiului comestibil,in instalatiile de intarire a

grasimilor atata animale cat sivegetale.


27/35

Legile lui Faraday

La trecerea curentului electric printr-un electrolit,adica in timpul electrolizei, au loc cele doua procesedistincte:

transportul curentului electric de catre ioni; reactile chimice care se produc la electrozi;


28/35

Pe baza experimentala, M. Faraday (1832-

1833) a observat ca exista o relatie intrecantitatea de electricitate care trece printr-un electrolit si cantitatea de substanta

transformata prin electroliza. Acesteobservatii l-au condus la enuntarea legilorelectrolizeisau legilor lui Faraday.


29/35

Prima lege

Cantitatea de substanta transformata la electrod este

proportionala cu cantitatea care trece prin electrolit.

Deci: m=kIt=kQ;

unde; m=cantitatea de substanta transformatala electroliza in g;

I=intensitatea curentului in A;

k=constanta de proportionalitate ;

Q=cantitatea de curent care trece prin

electrolit;


30/35

Pentru verificarea experimentala a acestei legi, setrece un curent electric prin mai multe celule

electrolitice care sunt legate in serie si carecontin acelasi electrolit. Se poate constata ca infiecare celula electrolitica cantitatea de electrolit

descompus este aceeasi prentru aceeasi durata deelectroliza. Daca se dubleaza durata deelectroliza (sau intensitatea de curent) cantitateade electrolit descompusa este dublata.


31/35

A doua lege

Cantitatile de substanta diferite, transformatela electrozi de aceiasi cantitate deelectricitate, sunt proportionale cu

echivalentii lor chimici.La determinarea cantitatii de curent necesara pentru 1echivalent-gram se tine seama de descarcarea unui ionmonovalent necesita un electron si ca 1 echivalent-gramreprezintaN(numarul lui Avogadro) ioni monovalenti.


32/35

Aceasta cantitate de electricitate se

numeste un faraday si are simbol F.Deci un faradayreprezinta cantitatea deelectricitate necesara pentru a transforma la

electroliza un echivalent-gram dintr-osubstanta.


33/35

Importanta electrolizei

Prin electroliza se obtin mai multeproduse chimice importante:

hidroxidul de sodiu rezulta prinelectroliza unei soluti apoase de clorurade sodiu odata cu clorul si hidrogenul.


34/35

Tot pe cale electronica se preparahipocloritii de potasiu si de sodiu (KClO3,NaClO3), permanganatul de potasiu(KmnO4); prin descompunereaelectrolitica a apei se obtin cantitati mari deoxigen si hidrogen etc.

In metalurgie se aplica electroliza

pentru extragerea unor metale dincompusi, de exemplu Na, Al, sau larafinarea Cu, Zn, Pb etc.


35/35

http://www.trilulilu.ro/altitude/4448cf824a3382

http://www.youtube.com/watch?v=uZFv6Q8x

2_U
http://www.trilulilu.ro/altitude/4448cf824a3382http://www.youtube.com/watch?v=uZFv6Q8x2_Uhttp://www.youtube.com/watch?v=uZFv6Q8x2_Uhttp://www.youtube.com/watch?v=uZFv6Q8x2_Uhttp://www.youtube.com/watch?v=uZFv6Q8x2_Uhttp://www.trilulilu.ro/altitude/4448cf824a3382

87028419-chimie-electroliza

Documents

Transcript of 87028419-chimie-electroliza