Τι είναι η ηλεκτρόλυση του υδροξειδίου του νατρίου;
Γιατί η άμεση ηλεκτρόλυση του NaOH είναι ασυνήθιστη:
* Υψηλό σημείο τήξης: Το υδροξείδιο του νατρίου έχει υψηλό σημείο τήξης (318 ° C). Η ηλεκτρόλυση συνήθως απαιτεί μια τετηγμένη κατάσταση για να κινούνται ελεύθερα τα ιόντα, καθιστώντας αυτή τη διαδικασία ενεργά δυσμενή.
* αποσύνθεση σε υψηλές θερμοκρασίες: Στις θερμοκρασίες που απαιτούνται για την τήξη, το υδροξείδιο του νατρίου αρχίζει να αποσυντίθεται, σχηματίζοντας οξείδιο του νατρίου (Na₂O) και νερό (H₂O).
* Ανησυχίες για την ασφάλεια: Η ηλεκτρόλυση του τετηγμένου ΝαΟΗ είναι εξαιρετικά επικίνδυνη λόγω της εξαιρετικά αντιδραστικής φύσης του τετηγμένου μετάλλου και της απελευθέρωσης εύφλεκτου αερίου υδρογόνου.
Τι συμβαίνει όταν επιχειρείται ηλεκτρόλυση:
Εάν προσπαθήσετε να ηλεκτρολυθείτε ένα διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου στο νερό, εμφανίζονται οι ακόλουθες αντιδράσεις:
Στην κάθοδο (αρνητικό ηλεκτρόδιο):
* Μείωση του νερού: 2H₂O + 2E⁻ → H₂ (g) + 2OH⁻
* Το αέριο υδρογόνου παράγεται.
Στην άνοδο (θετικό ηλεκτρόδιο):
* Οξείδωση ιόντων υδροξειδίου: 4OH⁻ → O₂ (g) + 2H₂O + 4E⁻
* Το αέριο οξυγόνου παράγεται.
Συνολική αντίδραση:
* 2H₂O (l) → 2H₂ (g) + o₂ (g)
* Η καθαρή αντίδραση είναι η ηλεκτρόλυση του νερού.
Σημαντικές εκτιμήσεις:
* Συγκεντρωμένα διαλύματα: Ενώ η ηλεκτρόλυση ενός συμπυκνωμένου διαλύματος υδροξειδίου του νατρίου θα παράγει υδρογόνο και οξυγόνο, η διαδικασία οδηγείται κυρίως από την ηλεκτρόλυση του νερού.
* επιλογή ηλεκτρολύτη: Οι ηλεκτρολύτες όπως το υδροξείδιο του καλίου (ΚΟΗ) προτιμώνται συχνά για ηλεκτρολυτικές διεργασίες που περιλαμβάνουν νερό επειδή είναι πιο σταθερές και ασφαλέστερες για να εργαστούν από το NaOH.
εναλλακτικές λύσεις για την άμεση ηλεκτρόλυση:
* ηλεκτρόλυση χλωριούχου νατρίου: Η ηλεκτρόλυση της άλμης (συμπυκνωμένο διάλυμα χλωριούχου νατρίου) είναι μια κοινή βιομηχανική διαδικασία για την παραγωγή αερίου χλωρίου, υδροξειδίου του νατρίου και αερίου υδρογόνου.
* Ηλεκτροχημική σύνθεση: Η ηλεκτροχημεία χρησιμοποιείται με διάφορους τρόπους για τη σύνθεση οργανικών και ανόργανων ενώσεων, αλλά η άμεση ηλεκτρόλυση του NaOH δεν είναι μια τυπική μέθοδος.
Συνοπτικά, η άμεση ηλεκτρόλυση του υδροξειδίου του νατρίου δεν είναι μια πρακτική ή ασφαλής διαδικασία. Η ηλεκτρόλυση του νερού, χρησιμοποιώντας υδροξείδιο του νατρίου ως ηλεκτρολύτη, είναι μια πιο κοινή και ασφαλέστερη εναλλακτική λύση.
