Γιατί τα ιόντα χλωριούχου εκκενώνονται σε άνοδο αντί για υδροξείδιο κατά τη διάρκεια της άλμης ηλεκτρόλυσης;
Παράγοντες που επηρεάζουν την απόρριψη:
* δυναμικό ηλεκτροδίου: Η ευκολία με την οποία απορρίπτεται ένα ιόν εξαρτάται από το τυποποιημένο δυναμικό ηλεκτροδίου (E °). Τα ιόντα χλωριδίου έχουν ένα πιο θετικό τυπικό δυναμικό ηλεκτροδίου από τα ιόντα υδροξειδίου. Αυτό σημαίνει ότι τα ιόντα χλωριούχου είναι πιο εύκολα οξειδωμένα (χάνουν ηλεκτρόνια) στην άνοδο.
* Συγκέντρωση: Η συγκέντρωση ιόντων στο διάλυμα παίζει επίσης ρόλο. Σε ένα διάλυμα άλμης, η συγκέντρωση ιόντων χλωριδίου είναι σημαντικά υψηλότερη από αυτή των ιόντων υδροξειδίου.
* overpotential: Το πραγματικό δυναμικό που απαιτείται για την εμφάνιση αντίδρασης είναι συχνά υψηλότερο από το τυπικό δυναμικό ηλεκτροδίου λόγω υπερπληρυντικής. Αυτή είναι μια αντίσταση στην αντίδραση που εμφανίζεται στην επιφάνεια του ηλεκτροδίου. Ωστόσο, σε αυτή την περίπτωση, η υπερθετική για την οξείδωση χλωριδίου είναι χαμηλότερη από αυτή για την οξείδωση του υδροξειδίου.
Η αντίδραση στην άνοδο:
Στην άνοδο, τα ιόντα χλωριούχου οξειδώνονται σε αέριο χλωρίου:
2cl⁻ (aq) → cl₂ (g) + 2e⁻
Γιατί τα ιόντα υδροξειδίου δεν εκφορτώνουν:
Τα ιόντα υδροξειδίου έχουν ένα πιο αρνητικό πρότυπο δυναμικό ηλεκτροδίων, καθιστώντας τα λιγότερο πιθανό να οξειδωθούν. Επιπλέον, η παρουσία μιας μεγάλης συγκέντρωσης ιόντων χλωριδίου σημαίνει ότι είναι πιο εύκολα διαθέσιμα για αντίδραση στην άνοδο.
Περίληψη:
Στην ηλεκτρόλυση της άλμης, ο συνδυασμός ενός πιο θετικού δυναμικού ηλεκτροδίου, υψηλότερης συγκέντρωσης και χαμηλότερης υπερτασικής για τα ιόντα χλωριούχου τους καθιστά το προτιμώμενο είδος να εκφορτωθεί στην άνοδο. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την παραγωγή αερίου χλωρίου.
