Elettrolisi: definizione e usi (spiegati con il diagramma)
Elettrolisi: definizione e usi (spiegati con lo schema)!
Passando l'elettricità attraverso gli elettroliti, potresti aver notato alcuni cambiamenti in essi. Potresti anche aver notato bolle di gas agli elettrodi e cambiamenti negli elettrodi di metallo.
Tutti questi indicano che quando una corrente elettrica passa attraverso un elettrolita, avviene un cambiamento chimico. Questo cambiamento chimico è chiamato elettrolisi. L'elettrolita e gli elettrodi utilizzati nell'elettrolisi formano una cella elettrolitica.
Quando l'elettricità passa attraverso un elettrolito, gli ioni positivi dell'elettrolita si muovono verso il catodo (elettrodo negativo), dove ottengono gli elettroni per diventare una sostanza neutra. Gli ioni negativi si spostano verso l'anodo (elettrodo positivo) e abbandonano gli elettroni per diventare neutri.
Se la sostanza neutra è un gas nel suo stato naturale, si evolve a un elettrodo. Se è un metallo, è depositato sul catodo. Con la formazione di sostanze neutre, l'elettrolito viene decomposto. Quindi possiamo dire che la decomposizione di un elettrolita quando l'elettricità viene attraversata viene chiamata elettrolisi.
Prendi dell'acqua in un recipiente di plastica o di vetro. Aggiungi un pizzico di sale o qualche goccia di acido come l'aceto all'acqua. Questo farà sì che la soluzione conduca elettricità. Rompi due celle aperte e usa le loro barre di carbonio come elettrodi.
Poiché il carbonio non reagisce facilmente, gli elettrodi non subiscono cambiamenti durante l'elettrolisi. Posizionare gli elettrodi nella soluzione e collegarli a una batteria di 6 volt. Presto vedrete bolle di gas agli elettrodi. Il gas sviluppato al catodo è l'idrogeno e quello all'anodo è l'ossigeno. Si noti che ci sono più bolle al catodo.
Il cambiamento chimico che ha luogo in questa attività è chiamato elettrolisi dell'acqua, in cui l'acqua viene decomposta in idrogeno e ossigeno. In primo luogo, l'acqua si divide in ioni idrogeno (H + ) e idrossido (OH - ). Questi perdono la carica per formare idrogeno e ossigeno agli elettrodi.
La reazione generale può essere rappresentata da
È chiaro che il volume di idrogeno liberato è il doppio di quello dell'ossigeno. Questo è il motivo per cui vedi più bolle al catodo. Puoi usare l'elettrolisi per fare una penna elettrica. Sciogliere un po 'di ioduro di potassio (KI) in una soluzione di amido.
Immergere un pezzo di carta rigida in questa soluzione e posizionarlo sull'estremità scoperta di un filo. Collegare questo cavo al terminale negativo di una batteria. Utilizzare un filo collegato al terminale positivo della batteria per scrivere sul pezzo di carta.
In soluzione, lo ioduro di potassio è costituito da ioni di potassio e ioduro.
KI → K + + I -
Quando l'elettricità passa attraverso la soluzione, gli ioni ioduro perdono la loro carica per formare iodio.
2l - - 2e - → I 2 (sull'anodo)
Lo iodio rilasciato produce una sostanza di colore blu-nero con amido, che funge da "inchiostro" della penna elettrica.
Galvanotecnica:
La galvanoplastica è un uso importante dell'elettrolisi. Il processo elettrico di rivestimento di un conduttore economico con un metallo è chiamato elettrodeposizione. La placcatura elettrolitica è fatta per protezione o decorazione.
Ad esempio, i paraurti delle auto sono cromati per proteggerli dalla corrosione. Per lo stesso motivo, i rubinetti dell'acqua sono placcati con nichel o cromo. Il ferro placcato con stagno per prevenire la ruggine viene usato per fare lattine di "stagno". Un cucchiaio "d'argento" è un esempio di galvanotecnica per la decorazione.
Per plastificare un cucchiaio d'acciaio con argento, una soluzione di un sale d'argento viene presa come elettrolita. Il cucchiaio e una barra d'argento sono immersi nell'elettrolito e collegati rispettivamente ai terminali negativo e positivo di una batteria. Gli ioni argento caricati positivamente si spostano sull'elettrodo negativo (cucchiaio) e formano un deposito di argento su di esso.
È possibile elettroplaccare una moneta da cinque rupie o una bacchetta di carbonio con il rame usando il solfato di rame come elettrolita. Fissare una clip metallica su una moneta da cinque rupie e collegarla al terminale negativo di una batteria. Collegare il terminale positivo della batteria a uno spesso filo di rame. Posizionare la moneta e il filo di rame nella soluzione di solfato di rame. Presto la moneta sarà ricoperta di rame.
Una soluzione di solfato di rame è costituita da ioni rame e solfato.
CuSO 4 → Cu 2+ + SO 4 2-
Quando l'elettricità viene fatta passare attraverso la soluzione, gli ioni di rame caricati positivamente si spostano sul catodo (la moneta collegata al terminale negativo della batteria). Lì gli ioni di rame guadagnano elettroni e si depositano come metallo di rame.
Cu 2+ + 2e - → Cu
Gli ioni solfato rimangono in soluzione. All'anodo di rame, il rame entra in soluzione rinunciando a due elettroni. Quindi la forza della soluzione rimane invariata.
Cu → Cu 2+ + 2e -
Usi di elettrolisi:
1. L'elettrolisi viene utilizzata nell'estrazione di metalli dai loro minerali. Ad esempio, quando una corrente viene fatta passare attraverso cloruro di sodio fuso, il sodio viene depositato al catodo e il gas di cloro viene evoluto sull'anodo. Anche l'alluminio e il potassio vengono estratti per elettrolisi.
2. È usato per la raffinazione di determinati metalli come rame e zinco.
3. L'elettrolisi viene utilizzata per la produzione di cloro. Nei sottomarini, l'ossigeno prodotto dall'elettrolisi dell'acqua viene usato per la respirazione.
4. L'elettrolisi viene utilizzata per galvanizzare molte cose che usiamo ogni giorno.
