ELECTROLYTIC CELL: MGA BAHAGI, KUNG PAANO ITO GUMAGANA AT APLIKASYON - CHEMISTRY - 2025

Ang electrolytic cell ay isang daluyan kung saan ang enerhiya o isang de-koryenteng kasalukuyang ginagamit upang isagawa ang isang di-kusang reaksyon na pagbabawas ng oxide. Binubuo ito ng dalawang electrodes: ang anode at katod.

Sa anode (+) oksihenasyon nangyayari, dahil sa site na ito ang ilang mga elemento o mga compound ay nawalan ng mga electron; habang nasa katod (-), ang pagbawas, dahil dito ang ilang mga elemento o mga compound ay nakakakuha ng mga electron.

Pinagmulan: Ni RodEz2, mula sa Wikimedia Commons

Sa electrolytic cell, ang agnas ng ilang mga sangkap, na dating na-ionized, ay nangyayari sa pamamagitan ng isang proseso na kilala bilang electrolysis.

Ang application ng electric current ay gumagawa ng isang orientation sa paggalaw ng mga ion sa electrolytic cell. Ang mga positibong sisingilin na mga ion (cations) ay lumipat patungo sa charging cathode (-).

Samantala, ang mga negatibong sisingilin na mga ion (anion) ay lumipat patungo sa sinisingil na anode (+). Ang transfer transfer na ito ay bumubuo ng isang de-koryenteng kasalukuyang (nangungunang imahe). Sa kasong ito, ang de-koryenteng kasalukuyang ay isinasagawa ng mga solusyon ng mga electrolytes, na naroroon sa lalagyan ng electrolytic cell.

Ang Batas ng electrolysis ng Faraday ay nagsasaad na ang dami ng sangkap na sumasailalim sa oksihenasyon o pagbawas sa bawat elektrod ay direktang proporsyonal sa dami ng koryente na dumadaan sa cell o cell.

Mga Bahagi

Ang isang electrolytic cell ay binubuo ng isang lalagyan na kung saan ang materyal na sumasailalim sa mga reaksyon na na-impluwensya ng singil ng kuryente ay idineposito.

Ang lalagyan ay may isang pares ng mga electrodes na konektado sa isang direktang kasalukuyang baterya. Ang mga electrodes na karaniwang ginagamit ay gawa sa isang hindi gumagalaw na materyal, iyon ay, hindi sila nakikilahok sa mga reaksyon.

Ang isang ammeter ay maaaring konektado sa serye kasama ang baterya upang masukat ang intensity ng kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng electrolyte solution. Gayundin, ang isang voltmeter ay inilalagay nang kahanay upang masukat ang pagkakaiba ng boltahe sa pagitan ng pares ng mga electrodes.

Paano gumagana ang isang electrolytic cell?

Elektrolisis ng tinunaw na sodium chloride

Ang Molten sodium chloride ay ginustong sa solidong sodium chloride, dahil ang huli ay hindi nagsasagawa ng koryente. Ang mga ion ay nag-vibrate sa loob ng iyong mga kristal, ngunit hindi sila libre upang ilipat.

Reaksyon ng Cathode

Ang mga electrodes na gawa sa grapayt, isang materyal na hindi gumagalaw, ay konektado sa mga terminal ng baterya. Ang isang elektrod ay konektado sa positibong terminal ng baterya, na bumubuo ng anode (+).

Samantala, ang iba pang mga elektrod ay konektado sa negatibong terminal ng baterya, na bumubuo sa katod (-). Kapag ang kasalukuyang daloy mula sa baterya, ang sumusunod ay sinusunod:

Sa katod (-) mayroong isang pagbawas ng Na ⁺ ion , na kung ang pagkakaroon ng isang elektron ay nabago sa metal Na:

Na ⁺ + e ^- => Na (l)

Ang kulay-asul na metalikong sodium ay lumulutang sa tuktok ng tinunaw na sodium klorido.

Reaksyon ng anode

Sa kabaligtaran, sa anode (+) ang oksihenasyon ng Cl ^- ion ay nangyayari , dahil nawawala ang mga elektron at binago sa klorin na gas (Cl ₂ ), isang proseso na naipakita sa pamamagitan ng hitsura sa anode ng isang gas ng maputlang berde na kulay. Ang reaksyon na nangyayari sa anode ay maaaring maiugnay sa mga sumusunod:

2Cl ^- => Cl ₂ (g) + 2 e ^-

Ang pagbuo ng metallic Na at Cl ₂ gas mula sa NaCl ay hindi isang kusang proseso, na nangangailangan ng temperatura na mas mataas kaysa sa 800º C para mangyari ito. Ang electric kasalukuyang nagbibigay ng enerhiya para sa ipinahiwatig na pagbabagong-anyo na magaganap sa mga electrodes ng electrolytic cell.

Ang mga elektron ay natupok sa katod (-) sa proseso ng pagbawas at ginawa sa anod (+) sa panahon ng oksihenasyon. Samakatuwid, ang mga electron ay dumadaloy sa pamamagitan ng panlabas na circuit ng electrolytic cell mula sa anode hanggang sa katod.

Ang direktang kasalukuyang baterya ay nagbibigay ng enerhiya para sa mga electron na dumaloy nang hindi kusang mula sa anod (+) hanggang sa katod (-).

Down Cell

Ang Down cell ay isang adaptasyon ng electrolytic cell na inilarawan at ginamit para sa pang-industriya na produksiyon ng metallic Na at chlorine gas.

Ang electrolytic cell ng Down ay may mga aparato na pinapayagan ang koleksyon, nang hiwalay, ng metal na sodium at klorin na gas. Ang pamamaraang ito ng paggawa ng metalikong sodium ay praktikal pa rin.

Kapag pinakawalan ng electrolysis, ang likidong metal na sodium ay pinatuyo, pinalamig, at pinutol sa mga bloke. Nang maglaon, iniimbak ito sa isang hindi madamdaming daluyan, dahil ang sodium ay maaaring tumugon nang eksplosibo sa pamamagitan ng pakikipag-ugnay sa tubig o oxygen na may atmospera.

Ang klorin gas ay ginawa sa industriya lalo na sa pamamagitan ng electrolysis ng sodium chloride sa isang mas mura na proseso kaysa sa paggawa ng metal na sodium.

Aplikasyon

Mga syntheses ng pang-industriya

-Sa industriya, ang mga cell na electrolytic ay ginagamit sa electrorefining at electroplating ng iba't ibang mga di-ferrous na metal. Halos lahat ng mataas na kadalisayan aluminyo, tanso, zinc, at tingga ay ginawa nang masipag sa mga electrolytic cells.

-Hydrogen ay ginawa ng electrolysis ng tubig. Ang pamamaraang kemikal na ito ay ginagamit din sa pagkuha ng mabibigat na tubig (D ₂ O).

-Metals tulad ng Na, K at Mg ay nakuha sa pamamagitan ng electrolysis ng mga tinunaw na electrolyte. Gayundin, ang mga di-metal tulad ng fluoride at chlorides ay nakuha ng electrolysis. Bukod dito, ang mga compound tulad ng NaOH, KOH, Na ₂ CO ₃ at KMnO ₄ ay synthesized ng parehong pamamaraan.

Patong at pagpipino ng mga metal

-Ang proseso ng patong ng isang mas mababang metal na may mas mataas na kalidad na metal ay kilala bilang electroplating. Ang layunin nito ay upang maiwasan ang kaagnasan ng mas mababang metal at gawing mas kaakit-akit. Ang mga electrolytic cells ay ginagamit sa electroplating para sa hangaring ito.

-Ang mga metal na metal ay maaaring pinuhin ng electrolysis. Sa kaso ng tanso, ang sobrang manipis na mga sheet ng metal ay inilalagay sa katod at malalaking bar ng hindi marumi na tanso na pinino sa anode.

-Ang paggamit ng mga veneered item ay pangkaraniwan sa lipunan. Ang mga alahas at kagamitan sa pinggan ay karaniwang pilak; ginto ang electrodeposited sa mga alahas at elektrikal na contact. Maraming mga bagay ang natatakpan ng tanso para sa pandekorasyon.

-Ang mga kotse ay may mga fender ng chrome na bakal at iba pang mga bahagi. Ang chating plating ng isang bumper ng kotse ay tumatagal lamang ng 3 segundo ng electrodeposition ng chrome upang makagawa ng isang 0.0002mm makapal na makintab na ibabaw.

-Rapid electrodeposition ng metal ay gumagawa ng itim at magaspang na ibabaw. Ang mabagal na electrodeposition ay gumagawa ng makinis na mga ibabaw. Ang "mga lata ng lata" ay gawa sa bakal na pinahiran ng lata sa pamamagitan ng electrolysis. Minsan ang mga lata na ito ay chrome plated sa isang maliit na bahagi ng isang segundo na may kapal ng layer ng chrome na sobrang manipis.

Mga Sanggunian

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chemistry. (Ika-8 ed.). CENGAGE Pag-aaral.
2. eMedical Prep. (2018). Mga aplikasyon ng Elektrolisis. Nabawi mula sa: emedicalprep.com
3. Wikipedia. (2018). Elektrolisis cell. Nabawi mula sa: en.wikipedia.org
4. Shapley P. (2012). Galvanic at Electrolytic Cells. Nabawi mula sa: butane.chem.uiuc.edu
5. Bodner Research Web. (sf). Mga Cell na elektrolisis. Nabawi mula sa: chemed.chem.purdue.edu