Elektrolysezellen

Elektrolytzellen sind ein elektrochemisches Gerät, um nicht -spontane Oxidreaktionen durch Elektrizität zu steigern

Was sind elektrolytische Zellen?

Der Elektrolysezellen Es handelt sich. Mit anderen Worten, es sind Zellen, in denen der Elektrolyseprozess durchgeführt wird, und daher sein Name.

Es ist eine bestimmte Art von elektrochemischen Zellen. Dies bedeutet, dass es sich um Geräte handelt, in denen die Spezies, die oxidiert und die reduziert sind.

Aus diesem Grund tritt der Elektronenaustausch zwischen Oxidations- und Reduzierarten nicht direkt auf, sondern durch einen externen Leiter.

Für den Fall, dass die Redoxreaktion spontan auftritt, sprechen wir ohne die Hilfe einer externen Energiequelle über galvanische Zellen.

Ein Beispiel ist eine Autokatterie. Wenn die Reaktion dagegen eine externe Energiequelle erfordert, handelt es sich um eine elektrolytische Zelle.

Betrieb von Elektrolytzellen

Jede elektrolytische Zelle wird durch einige grundlegende Elemente gebildet, die sind:

• Zwei Elektroden, die Anode und Kathode genannt werden.
• Eine Lösung der Substanz, die wir uns der Elektrolyse unterwerfen oder, ohne dass dieselbe Substanz in einem flüssigen Zustand (z. B. ein geschmolzenes Salz).
• Elektrische Leiter.
• Eine elektrische Stromquelle.

Der Prozess wird für Reaktionen durchgeführt, die unter normalen Bedingungen nicht spontan sind. Dies bedeutet, dass es sich.

Dies impliziert, dass Elektronen nicht die Tendenz haben, von den Spezies zu gehen, die wir oxidieren wollen, auf die wir reduzieren wollen, sondern in die entgegengesetzte Richtung. Durch die Anwendung einer externen Spannung des entgegengesetzten Vorzeichens können wir das Zeichen des Zellpotentials investieren, was die Reaktion auftritt.

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Wie jede Redoxreaktion tritt die Elektrolyse in Form von zwei Halbreaktionen auf, die in den beiden Elektroden getrennt auftreten. Diese werden als Kathode und Anode bezeichnet.

Die Kathode

Die Kathode ist die Elektrode, die mit dem negativen Pol der Energiequelle verbunden ist, und dort tritt die Halbreaktion der Reduktion auf. Es ist auch die Elektrode, auf die positive Ionen während der Elektrolyse gerichtet sind. In der Tat kommt hier der Name der Kationen aus.

Bei der Darstellung des Elektrolyseprozesses in Form eines Zelldiagramms wird das in der Kathode auftritt.

Die Anode

Die Anode ist die Elektrode gegen die Kathode. Das heißt. Es ist auch der Ort, an den die Ionen mit negativer Belastung (die Anionen) gerichtet sind und immer auf der linken Seite des Zelldiagramms dargestellt werden.

Elektronenfluss in Elektrolytzelle

Wenn die Elektroden an die gegenüberliegenden Pole einer Energiequelle angeschlossen sind, die ein Potential ausreicht, schließt die Schaltung und ein elektrischer Strom wird erzeugt. Dieser Strom beginnt an der Anode, wo die reduzierenden Spezies oxidiert und Elektronen verliert.

Diese Elektronen fließen durch den elektrischen Leiter, der von der Potentialdifferenz bis zum Erreichen der Kathode angetrieben wird. Sobald auf der Oberfläche der Kathode die Elektronen an die oxidativen Spezies gelangen, reduziert sie und vervollständigt die Redoxreaktion.

Damit sich der Stromfluss fortsetzen kann, bewegen sich die Ionen in der Lösung oder das geschmolzene Salz von einer Elektrode zur anderen. Kationen fließen in die Kathode und Anionen zur Anode.

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Obwohl sie zwei Ströme in entgegengesetzte Richtungen zu sein scheinen, gehen beide Strömungen in die gleiche Richtung. Dies liegt daran, dass die Lastträger, die sich in entgegengesetzte Richtungen bewegen.

Arten von Elektrolytzellen

Elektrolytzellen der wässrigen Lösung

Dies sind die häufigsten Zellen. Sie bestehen einfach aus zwei Elektroden einiger inerter Metall, die in eine wässrige Salzlösung eingetaucht sind, die wir der Elektrolyse unterwerfen möchten.

Sie dienen nur dazu, Arten zu reduzieren, die ein positiveres Reduktionspotential als Wasserstoff haben, vorausgesetzt, der pH -Wert ist neutral.

Andererseits dienen sie nur dazu, Spezies zu oxidieren, die ein Oxidationspotential größer sind als das von Wasser mit Ausnahme des Sauerstoffüberschreises.

Elektrolytzellen von geschmolzenen Salzen

In Fällen, in denen die Arten wollen, die wir wollen. Dies erfordert eine spezielle Zelle wie Downs 'Zelle.

Elektrolytische Zellanwendungen

Elektrolytzellen sind in der Branche von großer Bedeutung. Einige der wichtigsten Anwendungen sind:

Energiespeicher

Die Elektrolyse ermöglicht es, elektrische potentielle Energie in potenzielle chemische Energie umzuwandeln. Reduzierte und oxidierte Spezies während des Elektrolyseprozesses werden zu neuen Spezies, die spontan reagieren können, wodurch die Energie wieder invertiert wird.

Produktion von elementaren Halogenen

Halogene sind von großer industrieller Bedeutung. Sie sind jedoch elementar nicht in der Natur, da sie sehr reaktive oxidierende Substanzen sind. Aus diesem Grund können viele Halogene nur durch Elektrolyse auftreten.

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Reine Metallproduktion

Das gleiche gilt für Halogene, die auch über die reaktivsten Metalle des Periodensystems gesagt werden können. Elemente wie alkalische und Kupfermetalle können nur durch Elektrolyse von geschmolzenen Salzen und wässrigen Lösungen erhalten werden.

Beispiele für elektrolytische Zellen im täglichen Leben

Natriumfluoridelektrolyse

Molzen -Natrium -Natriumfluoridelektrolyse wird industriell für die Herstellung von elementarem Natrium und Fluor verwendet. Fluor kann dann verwendet werden, um andere weniger reaktive Halogene zu erhalten.

Kupfernitratelektrolyse

In der industriellen Kupferproduktion wird dies durch die Elektrolyse wässriger Lösungen seiner Salze erhalten. Darüber hinaus wird Kupfer auch durch Elektrolyse, Oxidation und Auflösen von einer Elektrode und die Ablagerung in den anderen gereinigt und abgelöst.

Wasserelektrolyse

Die Elektrolyse einer wässrigen Lösung von Schwefelsäure zersetzt Sauerstoff und Wasserstoffwasser und ist eine der einfachsten Möglichkeiten, dieses letzte Element in reiner Form zu erhalten.

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