Γιατί το νάτριο να εκχυλιστεί με μείωση με άνθρακα;
* Αντιδραστικότητα νατρίου: Το νάτριο είναι ένα εξαιρετικά αντιδραστικό μέταλλο, που σημαίνει ότι χάνει εύκολα ηλεκτρόνια και σχηματίζει θετικά ιόντα. Είναι τοποθετημένο ψηλά στη σειρά αντιδραστικότητας των μετάλλων.
* μειωτική ισχύ του άνθρακα: Ο άνθρακας είναι ένας καλός αναγωγικός παράγοντας, που σημαίνει ότι μπορεί να δώσει ηλεκτρόνια σε άλλα στοιχεία. Ωστόσο, δεν είναι αρκετά ισχυρό για να μειώσει το νάτριο από τις ενώσεις του.
* Θερμοδυναμικές εκτιμήσεις: Η μείωση του νατρίου από τις ενώσεις του χρησιμοποιώντας άνθρακα απαιτεί εισροή υψηλής θερμοκρασίας και ενέργειας. Η αντίδραση δεν είναι θερμοδυναμικά ευνοϊκή σε τυπικές θερμοκρασίες.
Αντ 'αυτού, το νάτριο εκχυλίζεται με ηλεκτρόλυση λιωμένου χλωριούχου νατρίου (NaCl):
* ηλεκτρόλυση: Η ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιείται για να διασπάσει το τετηγμένο άλας στα συστατικά του στοιχεία.
* διαδικασία: Το τετηγμένο NaCl υποβάλλεται σε ηλεκτρικό ρεύμα. Τα ιόντα νατρίου (Na+) μεταναστεύουν στην κάθοδο (αρνητικό ηλεκτρόδιο) όπου αποκτούν ηλεκτρόνια και γίνονται άτομα νατρίου (NA). Τα ιόντα χλωρίου (Cl-) μεταναστεύουν στην άνοδο (θετικό ηλεκτρόδιο) όπου χάνουν ηλεκτρόνια και σχηματίζουν αέριο χλωρίου (CL2).
Γιατί η ηλεκτρόλυση λειτουργεί:
* υψηλή αντιδραστικότητα: Η υψηλή αντιδραστικότητα του νατρίου καθιστά δύσκολη τη μείωση των παραδοσιακών χημικών μεθόδων. Η ηλεκτρόλυση παρέχει την απαραίτητη ενέργεια για να ξεπεραστεί οι ισχυροί ιοντικοί δεσμοί στο NaCl.
* τετηγμένη κατάσταση: Το χλωριούχο νάτριο πρέπει να βρίσκεται σε τετηγμένη κατάσταση για να επιτρέψει την ελεύθερη κίνηση των ιόντων, η οποία είναι ζωτικής σημασίας για τη διαδικασία ηλεκτρόλυσης.
Συνοπτικά: Η υψηλή αντιδραστικότητα του νατρίου το καθιστά ακατάλληλο για εξαγωγή με μείωση με άνθρακα. Η ηλεκτρόλυση είναι η προτιμώμενη μέθοδος λόγω της ικανότητάς της να παρέχει την απαραίτητη ενέργεια για να ξεπεραστεί οι ισχυροί ιοντικοί δεσμοί στο χλωριούχο νάτριο.
