Εξηγήστε γιατί η ηλεκτρόλυση μερικές φορές αποδίδει διαφορετικά προϊόντα από αυτά που προβλέπονται χρησιμοποιώντας την ηλεκτροχημική σειρά;
Ακολουθεί μια κατανομή του γιατί η ηλεκτρόλυση μπορεί να αποφέρει διαφορετικά προϊόντα από ό, τι τα προβλεπόμενα:
1. Υπερβολική:
* Ορισμός: Η υπερμετάλλευση αναφέρεται στην πρόσθετη τάση που απαιτείται για να ξεκινήσει μια αντίδραση σε ένα ηλεκτρόδιο σε σύγκριση με τη θεωρητική τάση που προβλέπεται από την ηλεκτροχημική σειρά. Αυτή η υπερβολική τάση είναι απαραίτητη για να ξεπεραστεί το εμπόδιο ενέργειας για να προχωρήσει η αντίδραση.
* Επίδραση στα προϊόντα: Η υπερτασική μπορεί να ποικίλει σημαντικά για διαφορετικές αντιδράσεις. Μια αντίδραση με υψηλότερη υπερ -ενσωματωμένη μπορεί να απαιτήσει μεγαλύτερη τάση, καθιστώντας λιγότερο πιθανό να συμβεί σε σύγκριση με μια αντίδραση με χαμηλότερη υπερ -δυνατότητα. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε διαφορετικά προϊόντα που σχηματίζονται από το αναμενόμενο.
2. Επιδράσεις συγκέντρωσης:
* Ορισμός: Η συγκέντρωση των ιόντων που εμπλέκονται στη διαδικασία ηλεκτρόλυσης επηρεάζει σημαντικά το δυναμικό του ηλεκτροδίου. Η εξίσωση Nernst σχετίζεται με το δυναμικό ηλεκτροδίου με τη συγκέντρωση των ιόντων.
* Επίδραση στα προϊόντα: Ένα πιο συγκεντρωμένο διάλυμα ενός συγκεκριμένου ιόντος μπορεί να οδηγήσει σε αυτό το ιόν που προτιμάται κατά προτίμηση στο ηλεκτρόδιο, ακόμη και αν δεν προβλέπεται από την τυποποιημένη ηλεκτροχημική σειρά.
3. Θερμοκρασία:
* Ορισμός: Η θερμοκρασία επηρεάζει τους ρυθμούς αντίδρασης και τις σταθερές ισορροπίας των ηλεκτροχημικών διεργασιών.
* Επίδραση στα προϊόντα: Οι υψηλότερες θερμοκρασίες μπορούν να ευνοούν τις αντιδράσεις με υψηλότερες ενέργειες ενεργοποίησης, οδηγώντας σε διαφορετικά προϊόντα από ό, τι αναμενόταν σε χαμηλότερες θερμοκρασίες.
4. Υλικό ηλεκτροδίου:
* Ορισμός: Το υλικό των ηλεκτροδίων μπορεί να επηρεάσει την κινητική των αντιδράσεων και τον σχηματισμό ενδιάμεσων.
* Επίδραση στα προϊόντα: Ορισμένα υλικά ηλεκτροδίων μπορούν να καταλύουν συγκεκριμένες αντιδράσεις, ευνοώντας το σχηματισμό ορισμένων προϊόντων έναντι άλλων. Για παράδειγμα, η χρήση ηλεκτροδίου πλατίνας μπορεί να ενθαρρύνει την εξέλιξη του αερίου υδρογόνου, ενώ η χρήση ενός ηλεκτροδίου άνθρακα μπορεί να ευνοήσει την εξέλιξη του οξυγόνου.
5. Παρουσία άλλων ιόντων:
* Ορισμός: Η παρουσία άλλων ιόντων στο διάλυμα μπορεί να επηρεάσει την οδό αντίδρασης.
* Επίδραση στα προϊόντα: Εάν υπάρχουν πολλαπλά ιόντα που θα μπορούσαν να μειωθούν ή να οξειδωθούν, η παρουσία άλλων ιόντων μπορεί να επηρεάσει τους σχετικούς ρυθμούς τους και τα τελικά προϊόντα που σχηματίζονται.
Παραδείγματα:
* ηλεκτρόλυση υδατικού NaCl: Η ηλεκτροχημική σειρά υποδηλώνει ότι το νάτριο πρέπει να μειωθεί στην κάθοδο, αλλά στην πραγματικότητα, το αέριο υδρογόνου παράγεται λόγω της χαμηλότερης υπερπληροφής της εξέλιξης του υδρογόνου.
* ηλεκτρόλυση του CUSO4: Σε αραιό διάλυμα, τα ιόντα Cu2+ μειώνονται στην κάθοδο. Ωστόσο, σε συμπυκνωμένα διαλύματα, ο χαλκός μπορεί να εναποτίθεται μαζί με το αέριο υδρογόνου.
Συμπέρασμα:
Η ηλεκτροχημική σειρά είναι ένα χρήσιμο εργαλείο, αλλά είναι απαραίτητο να θυμόμαστε ότι αντιπροσωπεύει τυποποιημένες συνθήκες και δεν μπορεί πάντα να προβλέψει το αποτέλεσμα της ηλεκτρόλυσης υπό συνθήκες πραγματικού κόσμου. Αρκετοί παράγοντες μπορούν να επηρεάσουν τα προϊόντα που λαμβάνονται, συμπεριλαμβανομένων των υπερθετικών, των επιδράσεων συγκέντρωσης, της θερμοκρασίας, του υλικού ηλεκτροδίου και της παρουσίας άλλων ιόντων. Η κατανόηση αυτών των παραγόντων βοηθά να εξηγηθεί γιατί η ηλεκτρόλυση μερικές φορές αποδίδει διαφορετικά προϊόντα από αυτά που προβλέπονται χρησιμοποιώντας τις ηλεκτροχημικές σειρές.
