View
224
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
7/29/2019 87028419-chimie-electroliza
1/35
ELECTROLIZA
7/29/2019 87028419-chimie-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.
7/29/2019 87028419-chimie-electroliza
3/35
7/29/2019 87028419-chimie-electroliza
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-
7/29/2019 87028419-chimie-electroliza
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.
7/29/2019 87028419-chimie-electroliza
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)
7/29/2019 87028419-chimie-electroliza
7/35
7/29/2019 87028419-chimie-electroliza
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.
7/29/2019 87028419-chimie-electroliza
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.
7/29/2019 87028419-chimie-electroliza
10/35
Ecuatiile reaciilor care au loc la electrozi sunt:
Ecuatia reaciei totale care se desfoar la electrolizaunei soluii de KI este:
7/29/2019 87028419-chimie-electroliza
11/35
7/29/2019 87028419-chimie-electroliza
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.
7/29/2019 87028419-chimie-electroliza
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.
7/29/2019 87028419-chimie-electroliza
14/35
7/29/2019 87028419-chimie-electroliza
15/35
Obtinerea metalelor si
nemetalelorMetalele din grupele I, a
II-a si a III-a principala seobtin industrial prinelectroliza topiturilor.
7/29/2019 87028419-chimie-electroliza
16/35
Nemetalul care seobtine pe calea
electrolizei este
fluorul.
7/29/2019 87028419-chimie-electroliza
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.
7/29/2019 87028419-chimie-electroliza
18/35
7/29/2019 87028419-chimie-electroliza
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+
7/29/2019 87028419-chimie-electroliza
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.
7/29/2019 87028419-chimie-electroliza
21/35
7/29/2019 87028419-chimie-electroliza
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 .
7/29/2019 87028419-chimie-electroliza
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.
7/29/2019 87028419-chimie-electroliza
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.
7/29/2019 87028419-chimie-electroliza
25/35
7/29/2019 87028419-chimie-electroliza
26/35
Electroliza se mai utilizeaza
in industria uleiului comestibil,in instalatiile de intarire a
grasimilor atata animale cat sivegetale.
7/29/2019 87028419-chimie-electroliza
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;
7/29/2019 87028419-chimie-electroliza
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.
7/29/2019 87028419-chimie-electroliza
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;
7/29/2019 87028419-chimie-electroliza
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.
7/29/2019 87028419-chimie-electroliza
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.
7/29/2019 87028419-chimie-electroliza
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.
7/29/2019 87028419-chimie-electroliza
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.
7/29/2019 87028419-chimie-electroliza
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.
7/29/2019 87028419-chimie-electroliza
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/4448cf824a3382Recommended