الکترولیز (برقکافت)

الکترولیز یا برقکافت سدیم کلرید مذاب ، یکمنبع صنعتی تهیه فلز سدیم و گاز کلر است. روشهای مشابهی برای تهیه دیگرفلزات فعال ، مانند پتاسیم و کلسیم بکار میروند. اما چنانکه بعضی ازمحلولهای آبی را برقکافت کنیم، آب به جای یونهای حاصل از ماده حل شده درواکنشهای الکترودی دخالت میکند. از اینرو ، یونهای حامل جریان لزوما بارخود را در الکترودها خالی نمیکنند. مثلا در برقکافت محلول آبی سدیمسولفات ، یونهای سدیم به طرف کاتد و یونهای سولفات به طرف آند حرکتمیکنند، اما بار این هر دو یون با اشکال تخلیه میشود.

بدین معنیکه وقتی عمل برقکافت بین دو الکترود بیاثر در جریان است، در کاتد ، گازهیدروژن بوجود میآید و محلول پیرامون الکترود ، قلیایی میشود:



(2H2O + 2e → 2OH- + H2(g

یعنیدر کاتد ، کاهش صورت میگیرد، ولی به جای کاهش سدیم ، آب کاهیده میشود.بطور کلی ، هرگاه کاهش کاتیون ماده حل شده مشکل باشد، کاهش آب صورتمیگیرد. اکسایش در آند صورت میگیرد و در برقکافت محلول آبی Na2SO4 ،آنیونها (2-SO4) که به طرف آند مهاجرت میکنند، بهسختی اکسید میشوند:



2SO42- → S2O42- + 2e

بنابراین ترجیهاً اکسایش آب صورت میگیرد:



2H2O → O2(g) + 4H+ + 4e

یعنیدر آند ، تولید گاز اکسیژن مشاهده میشود و محلول پیرامون این قطب ، اسیدیمیشود. بطور کلی هرگاه اکسایش آنیون ماده حل شده مشکل باشد، آب در آنداکسید میشود. در الکترولیز محلول آبی NaCl ، در آند ، یونهای -Cl اکسیدمیشوند و گاز Cl2 آزاد میکنند و در کاتد ، احیای آب صورت میگیرد. اینفرآیند ، منبع صنعتی برای گاز هیدروژن ، گاز کلر و سدیم هیدروکسید است:



2H2O + 2Na+ + 2Cl- → H2(g) + 2OH- + 2Na+ + Cl2

شوق دیدار
ارسال به تالارها: 712