Elektrolytische cellen

Elektrolytische cellen zijn een elektrochemisch apparaat om niet -spontane oxide -reacties door elektriciteit te stimuleren

Wat zijn elektrolytische cellen?

De elektrolytische cellen Het zijn apparaten die worden gebruikt om chemische reacties van niet -spontane reductie te stimuleren door middel van het gebruik van elektriciteit. Met andere woorden, het zijn cellen waarin het elektrolyseproces wordt uitgevoerd, en vandaar de naam ervan.

Het is een bepaald type elektrochemische cellen. Dit betekent dat het apparaten zijn waarin de soorten die oxideert en degene die is verminderd, niet in direct contact zijn, maar worden gevonden in verschillende compartimenten of reageren in fysiek gescheiden elektroden.

Om deze reden vindt de uitwisseling van elektronen tussen de oxiderende en reductiesoorten niet direct plaats, maar via een externe geleider.

In het geval dat de redoxreactie spontaan optreedt, dat wil zeggen, zonder de hulp van een externe energiebron, praten we over galvanische cellen.

Een voorbeeld is een auto -batterij. Aan de andere kant, als de reactie een externe energiebron vereist, is dit een elektrolytische cel.

Werking van elektrolytische cellen

Elke elektrolytische cel wordt gevormd door enkele basiselementen die zijn:

• Twee elektroden genaamd Anode en Cathode.
• Een oplossing van de stof die we van plan zijn om te onderwerpen aan elektrolyse of, die niet falen, dezezelfde stof in een vloeibare toestand (bijvoorbeeld een gesmolten zout).
• Elektrische geleiders.
• Een elektrische stroombron.

Het proces wordt uitgevoerd voor reacties die onder normale omstandigheden niet spontaan zijn. Dit betekent dat het roestreacties zijn reductie waarvan het celpotentieel, gezien de concentraties van de soort en de temperatuur- en drukomstandigheden, negatief is.

Dit houdt in dat elektronen niet de neiging hebben om van de soort te gaan die we willen oxideren waar we naartoe willen verminderen, maar eerder in de tegenovergestelde richting. Door een externe spanning van het tegenovergestelde teken toe te passen, kunnen we het teken van het celpotentieel investeren, waardoor de reactie wordt gedwongen op te treden.

Kan u van dienst zijn: oplosbare materialen

Net als elke redoxreactie treedt elektrolyse op in de vorm van twee semi -reacties die afzonderlijk in de twee elektroden optreden. Deze worden kathode en anode genoemd.

De kathode

De kathode is de elektrode die is aangesloten op de negatieve pool van de energiebron, en het is waar de semi -reactie van reductie optreedt. Het is ook de elektrode waarop positieve ionen worden gericht tijdens elektrolyse. In feite is het waar de naam van kationen vandaan komt.

Bij het weergeven van het elektrolyseproces in de vorm van een celdiagram, wordt de semi -licht van reductie die in de kathode plaatsvindt altijd aan de rechterkant geplaatst.

De anode

De anode is de elektrode die tegen de kathode is tegengekomen. Dat wil zeggen, het is de elektrode die is aangesloten op het positieve vermogen van de energiebron en waarin semi -licht van oxidatie optreedt. Het is ook de plaats waar de ionen met negatieve belasting (de anionen) worden gericht en altijd worden weergegeven aan de linkerkant van het celdiagram.

Elektronenstroom in elektrolytische cel

Wanneer de elektroden zijn aangesloten op de tegenovergestelde polen van een energiebron die voldoende mogelijk is, wordt het circuit gesloten en wordt een elektrische stroom gegenereerd. Deze stroom begint bij de anode, waar de reducerende soort elektronen oxideert en verliest.

Deze elektronen stromen door de elektrische geleider, aangedreven door het potentiaalverschil tot het bereiken van de kathode. Eenmaal op het oppervlak van de kathode, passeren de elektronen naar de oxiderende soorten, waardoor deze wordt verminderd en de redox -reactie voltooid.

Zodat de elektriciteitsstroom kan doorgaan, bewegen de ionen in de oplossing of het gesmolten zout van de ene elektrode naar de andere. Kationen stromen naar de kathode en anionen naar de anode.

Kan u van dienst zijn: chemische reacties van het dagelijkse leven

Hoewel ze in tegengestelde richtingen twee stromen lijken te zijn, gaan beide stromingen in werkelijkheid in dezelfde richting. Dit komt omdat de laaddragers die in tegengestelde richtingen bewegen ook tegengestelde belastingen hebben.

Soorten elektrolytische cellen

Elektrolytcellen van waterige oplossing

Dit zijn de meest voorkomende cellen. Ze bestaan ​​eenvoudig uit twee elektroden van sommige inert metaal ondergedompeld in een waterige zoutoplossing die we willen indienen bij elektrolyse.

Ze dienen alleen om soorten te verminderen die een positiever reductiepotentieel hebben dan waterstof, op voorwaarde dat de pH neutraal is.

Aan de andere kant dienen ze alleen om soorten te oxideren die een oxidatiepotentieel hebben groter dan dat van water behalve zuurstofoverzicht.

Elektrolytische cellen van gesmolten zouten

In gevallen waarin de soort die we willen. Dit vereist een speciale cel, zoals de cel van Downs.

Elektrolytische celtoepassingen

Elektrolytische cellen zijn van groot belang in de industrie. Enkele van de belangrijkste toepassingen zijn:

Energie opslag

Elektrolyse maakt het mogelijk om elektrische potentiële energie om te zetten in potentiële chemische energie. Verminderde en geoxideerde soorten tijdens het elektrolyseproces worden nieuwe soorten die spontaan kunnen reageren, waardoor de energie opnieuw omgekeerd is.

Productie van elementaire halogenen

Halogenen zijn van groot industrieel belang. Ze zijn echter niet elementair in de natuur, omdat het zeer reactieve oxiderende stoffen zijn. Om deze reden kunnen veel van de halogenen alleen plaatsvinden door elektrolyse.

Kan u van dienst zijn: verspreidingsfase

Pure metaalproductie

Hetzelfde dat van halogenen kan worden gezegd, kan ook worden gezegd van de meest reactieve metalen van het periodiek systeem. Elementen zoals alkalische en koperen metalen kunnen alleen worden verkregen door elektrolyse van gesmolten zouten en waterige oplossingen.

Voorbeelden van elektrolytische cellen in het dagelijkse leven

Elektrolyse van natriumfluoride

Gesmolten natrium natriumfluoride -elektrolyse wordt industrieel gebruikt voor de productie van elementair natrium en fluor. Fluor kan vervolgens worden gebruikt om andere minder reactieve halogenen te verkrijgen.

Koper nitraat elektrolyse

In de industriële koperproductie wordt dit verkregen door de elektrolyse van waterige oplossingen van zijn zouten. Bovendien wordt koper ook gezuiverd door elektrolyse, oxideren en oplossen van een elektrode en het afzetten in de andere.

Waterelektrolyse

De elektrolyse van een waterige oplossing van zwavelzuur ontleedt zuurstof en waterstofwater en is een van de gemakkelijkste manieren om dit laatste element in pure vorm te verkrijgen.

Referenties

1. Korinth - Algemene chemie (s. F.)). Elektrolytische cellen. Uit Korinth genomen.PUCP.Edu.pe.
2. Ecured (s. F.)). Elektrolytische cel. Ontleend aan ecured.Cu.
3. Luis Manuel (2014). Soorten elektrochemische cellen. Genomen van Prezi.com.
4. Stop P., Je. (2021). Wat is een elektrolytische cel? Uit Yubrain genomen.com.