Ποιες συνθήκες απαιτούνται για την ηλεκτρόλυση του αλατιού;
1. Ηλεκτρολύτης:
* τετηγμένο NaCl: Η πιο συνηθισμένη μέθοδος περιλαμβάνει την τήξη του στερεού NaCl σε υψηλή θερμοκρασία (περίπου 801 ° C). Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η NaCl διεξάγει μόνο ηλεκτρική ενέργεια στην τετηγμένη του κατάσταση.
* υδατικό NaCl: Ενώ είναι λιγότερο αποτελεσματική, η ηλεκτρόλυση μπορεί επίσης να εμφανιστεί σε ένα υδατικό διάλυμα NaCl. Ωστόσο, είναι πιο περίπλοκο λόγω της παρουσίας νερού και των ανταγωνιστικών αντιδράσεων.
2. Ηλεκτρόδια:
* αδρανών ηλεκτροδίων: Αυτά είναι ηλεκτρόδια που δεν συμμετέχουν στη χημική αντίδραση, εξασφαλίζοντας ότι σχηματίζονται τα επιθυμητά προϊόντα. Τα κοινά αδρανές ηλεκτρόδια είναι γραφίτης (άνθρακα) και πλατίνα.
3. Πηγή άμεσης ρεύματος (DC):
* Πηγή τροφοδοσίας άμεσης ρεύματος (DC): Μια πηγή ισχύος DC είναι απαραίτητη για την παροχή μιας συνεχούς ροής ηλεκτρονίων για την οδήγηση των ηλεκτροχημικών αντιδράσεων. Αυτή είναι συνήθως μια μπαταρία ή μια τροφοδοσία ρεύματος.
4. Κατάλληλη τάση:
* επαρκής τάση: Απαιτείται ελάχιστη τάση (τάση ηλεκτρόλυσης) για να ξεπεραστεί η ενέργεια ενεργοποίησης των ηλεκτροχημικών αντιδράσεων. Αυτή η τάση θα εξαρτηθεί από τα συγκεκριμένα υλικά ηλεκτρολύτη και ηλεκτροδίων που χρησιμοποιούνται.
5. Διαχωρισμός προϊόντων:
* διάφραγμα ή μεμβράνη: Για να αποφευχθεί η αντίδραση μεταξύ των προϊόντων της ηλεκτρόλυσης, ένα διάφραγμα ή μεμβράνη χρησιμοποιείται συχνά για να διαχωρίσει τα διαμερίσματα ανόδου και καθόδου.
Αντιδράσεις ηλεκτρόλυσης:
τετηγμένο NaCl:
* Καθεάνα: Na + + e- → Na (σχηματίζεται μέταλλο νατρίου)
* Άνοψη: 2cl- → CL2 + 2Ε- (απελευθερώνεται αέριο χλωρίου)
υδατικό NaCl:
* Καθεάνα: 2H2O + 2Ε- → H2 + 2OH- (απελευθερώνεται αέριο υδρογόνο)
* Άνοψη: 2cl- → CL2 + 2Ε- (απελευθερώνεται αέριο χλωρίου)
* Ανταγωνιστική αντίδραση: 2H2O → O2 + 4H + + 4E- (ΑΕΞΕΛΙΟ Οξυγόνου απελευθερώνεται, ειδικά σε υψηλές συγκεντρώσεις NaCl)
Σημείωση: Τα προϊόντα της ηλεκτρόλυσης σε υδατικό NaCl εξαρτώνται από τη συγκέντρωση του NaCl. Σε χαμηλές συγκεντρώσεις, το κύριο προϊόν στην κάθοδο είναι αέριο υδρογόνου, ενώ σε υψηλές συγκεντρώσεις, το αέριο χλωρίου είναι το πρωτογενές προϊόν στην άνοδο.
Σκέψεις ασφάλειας:
* Η ηλεκτρόλυση του λιωμένου NaCl είναι εξαιρετικά επικίνδυνη λόγω των υψηλών θερμοκρασιών που εμπλέκονται.
* Το αέριο χλωρίου είναι τοξικό και πρέπει να αντιμετωπίζεται με προσοχή.
Η ηλεκτρόλυση του αλατιού είναι μια βασική βιομηχανική διαδικασία που χρησιμοποιείται για την παραγωγή μετάλλου νατρίου, αερίου χλωρίου και άλλων χημικών ουσιών. Έχει πολλές εφαρμογές σε διάφορες βιομηχανίες, συμπεριλαμβανομένης της παραγωγής πλαστικών, φαρμακευτικών προϊόντων και άλλων προϊόντων.
