Γιατί τα αλκαλικά μέταλλα παρασκευάζονται με ηλεκτρόλυση των συντηγμένων χλωριδίων τους;
1. Υψηλή αντιδραστικότητα: Τα αλκαλικά μέταλλα είναι εξαιρετικά αντιδραστικά και δεν μπορούν να ληφθούν με συμβατικές μεθόδους χημικής μείωσης. Αντιδρούν εύκολα με νερό, οξυγόνο και άλλα στοιχεία.
2. Ηλεκτρόλυση συγχωνευμένων χλωριδίων: Η ηλεκτρόλυση των συντηγμένων χλωριδίων παρέχει ένα κατάλληλο περιβάλλον για τη μείωση των ιόντων αλκαλικών μετάλλων. Το τετηγμένο άλας λειτουργεί τόσο ως ηλεκτρολύτης όσο και ως διαλύτης.
3. Υψηλό σημείο τήξης: Τα αλκαλικά χλωρίδια μετάλλων έχουν υψηλά σημεία τήξης, απαιτώντας υψηλές θερμοκρασίες να λιώσουν. Οι υψηλές θερμοκρασίες εξασφαλίζουν ότι τα ιόντα είναι κινητά και μπορούν να συμμετάσχουν στην ηλεκτρολυτική διαδικασία.
4. Ηλεκτρολυτική διαδικασία: Κατά τη διάρκεια της ηλεκτρόλυσης, εμφανίζονται οι ακόλουθες αντιδράσεις:
* στην καθόβα: Τα ιόντα αλκαλικών μετάλλων (Μ+) κερδίζουν ηλεκτρόνια και μειώνονται για να σχηματίσουν αλκαλικά μέταλλα (Μ).
`` `
M + + e- → m
`` `
* Στην άνοδο: Τα ιόντα χλωριδίου (cl-) χάνουν ηλεκτρόνια και οξειδώνονται για να σχηματίσουν αέριο χλωρίου (CL2).
`` `
2cl- → cl2 + 2e-
`` `
5. Διαχωρισμός προϊόντων: Το τετηγμένο αλκαλικό μέταλλο είναι λιγότερο πυκνό από το τετηγμένο χλωριούχο και επιπλέει στην κορυφή, επιτρέποντας τον εύκολο διαχωρισμό. Το αέριο χλωρίου συλλέγεται επίσης εύκολα.
6. Κόστος-αποτελεσματικότητα: Η ηλεκτρόλυση των χλωριδίων συντηγμένων είναι μια σχετικά οικονομικά αποδοτική μέθοδος για την παραγωγή αλκαλικών μετάλλων σε βιομηχανική κλίμακα.
Παράδειγμα:
Η παρασκευή μετάλλου νατρίου με την ηλεκτρόλυση του συντηγμένου χλωριούχου νατρίου (NaCl) είναι ένα πολύ γνωστό παράδειγμα.
Συνολική αντίδραση:
`` `
2NACL (L) → 2NA (L) + CL2 (g)
`` `
Συνοπτικά: Η ηλεκτρόλυση των συντηγμένων χλωριδίων παρέχει ένα κατάλληλο περιβάλλον για τη μείωση των αλκαλικών μετάλλων, ξεπερνώντας την υψηλή αντιδραστικότητα τους και επιτρέποντας την αποτελεσματική παραγωγή τους.
