Elektrolýza vody
![Elektrolýza vody](https://learnaboutworld.com/storage/img/images_5/electrlisis-del-agua.jpg)
- 3223
- 493
- MUDr. Miloslav Habšuda
![](https://learnaboutworld.com/storage/img/images_5/electrlisis-del-agua.jpg)
Čo je elektrolýza vody?
Ten Elektrolýza vody Je to rozklad vody vo svojich elementárnych komponentoch použitím elektrického prúdu. Pri pokračovaní, vodík a molekulárny kyslík sa H tvoria na dvoch inertných povrchoch, H2 I2. Tieto dva povrchy sú lepšie známe elektródami.
Teoreticky objem H2 formované musí byť dvakrát ako objem O2, Molekula vody má podiel H/alebo rovnajúci sa 2, to znamená dva h pre každý kyslík.
Tento vzťah je osvedčený priamo s chemickým vzorcom, H₂o. Získané objemy však ovplyvňujú veľa experimentálnych faktorov.
Ak sa elektrolýza vykonáva v skúmavkách ponorených do vody, najmenší vodný stĺpec zodpovedá vodíku, pretože na povrchu kvapaliny je väčšie množstvo plynu, ktorý vyvíja plyn. Bubliny obklopujú elektródy a po prekonaní tlaku vodnej pary nakoniec stúpajú.
Všimnite si, že trubice sú od seba oddelené, takže dochádza k nízkej migrácii plynov z jednej elektródy do druhej.
V nízkych mierkach to nepredstavuje bezprostredné riziko, ale v priemyselných mierkach je plynná zmes H2 I2 Je to veľmi nebezpečné a výbušné.
Elektrolýza
Elektrolýza vody zahŕňa mnoho zložitých aspektov. Vo všeobecnosti však jej základňa spočíva na jednoduchej globálnej reakcii:
2h2Alebo (l) => 2h2g) + alebo2g)
Ako je možné vidieť v rovnici, zasahujú dve molekuly vody: jeden obyčajný musí byť znížený alebo získajte elektróny, zatiaľ čo druhý musí oxidovať alebo stratiť elektróny.
Môže vám slúžiť: kyselina hypofyzárna (H3PO2): Vlastnosti, použitie a činidláH2 Je to produkt redukcie vody, pretože elektróny získavajú, že H protóny podporujú+ Môžu sa zjednotiť kovalentne a že kyslík sa stáva OH-.
Preto h2 Vyskytuje sa v katóde, čo je elektróda, kde dôjde k redukcii.
Zatiaľ čo O2 Pochádza z oxidácie vody, pretože stráca elektróny, ktoré umožňujú, aby boli spojené s vodíkom, a následne uvoľňuje H protóny+.
O2 Vyskytuje sa v anóde, elektróde, kde sa vyskytuje oxidácia, a na rozdiel od inej elektródy je pH okolo anódy kyslé a ne -basické.
Polo -klidové reakcie
Vyššie uvedené je možné zhrnúť s nasledujúcimi chemickými rovnicami pre semi -life reakcie:
2h2O + 2e- => H2 + 2OH- (Katódia, základné)
2h2O => o2 + 4H+ + 4e- (Anóda, kyselina)
Voda však nemôže stratiť viac elektrónov (4E-) tých, ktorí v katóde zarábajú druhú molekulu vody (2e-). Preto musí byť prvá rovnica vynásobená 2 a potom odčítať s druhou rovnicou, aby sa získala čistá rovnica:
2 (2h2O + 2e- => H2 + 2OH-)
2h2O => o2 + 4H+ + 4e-
6H2O => 2h2 + Ani2 + 4H+ + 4OH-
Ale 4h+ a 4OH- Tvoria 4h2Alebo, tak eliminujú štyri zo šiestich molekúl h₂o, ktoré nechali dva. Výsledkom je novo zvýšená globálna reakcia.
Semecelované reakcie sa menia s hodnotami pH, techníkmi a majú tiež potenciálnych spolupracovníkov na redukciu alebo oxidáciu, ktoré určujú, koľko prúdu je potrebné dodať, aby elektrolýza vody pokračovala spontánne.
Môže vám slúžiť: Oddielový koeficient: distribúcia, distribúcia, aplikácieTechniky
Techniky elektrolýzy vody sa líšia v závislosti od množstva H2 I2 Navrhuje sa generovať.
Oba plyny sú veľmi nebezpečné, ak sú zmiešané dohromady, a preto elektrolytické bunky nesú komplexné návrhy, aby sa minimalizovalo zvýšenie plynných tlakov a ich šírenie vodným prostredím.
Podobne techniky oscilujú v závislosti od bunky, elektrolytu pridané do vody a samotné elektródy. Na druhej strane, niektoré naznačujú, že reakcia sa vykonáva pri vyšších teplotách, znižuje spotrebu elektrickej energie a iné používanie obrovských tlakov na udržanie H2 uložený.
Medzi všetkými technikami je možné spomenúť tieto tri:
Elektrolýza alkalickej vody
Elektrolýza sa vykonáva so základnými roztokmi alkalických kovov (KOH alebo NaOH). Pri tejto technike sa vyskytujú reakcie:
4H2Alebo (l) + 4e- => 2h2g) + 4OH-(Ac)
4OH-(ac) => alebo2g) + 2h2Alebo (l) + 4e-
Ako je vidieť, v katóde aj v anóde, voda má základné pH. Okrem toho, oh- Migrujú do anódy, kde oxidujú alebo2.
Elektrolýza polymérnej elektrolytickej membrány
V tejto technike sa používa tuhý polymér, ktorý slúži ako priepustná membrána pre h+, Ale vodotesné pre plyny. To zaručuje väčšiu bezpečnosť počas elektrolýzy.
Semimecelované reakcie v tomto prípade sú:
4H+(Ac) + 4e- => 2h2g)
2h2Alebo (l) => o2g) + 4h+(Ac) + 4e-
Ióny H+ Migrujú z anódy do katódy, kde sú redukované tak, aby sa stali h2.
Elektrolýza s tuhými oxidmi
Veľmi odlišné od ostatných techník, používa to oxidy ako elektrolyty, ktoré pri vysokých teplotách (600-900 ° C) fungujú ako transportný aniónový prostriedok alebo2-.
Môže vám slúžiť: sulfát meďnatého (CUSO4): Štruktúra, vlastnosti, získanie, použitiaReakcie sú:
2h2Alebo (g) + 4e- => 2h2(g) + 22-
22- => O2g) + 4e-
Všimnite si, že tento čas sú oxidy, alebo2-, Tí, ktorí cestujú do anódy.
Čo je elektrolýza vody pre?
Vodná elektrolýza produkuje h2 g) a o2 g). Približne 5% plynného vodíka vyprodukovaného na svete sa vykonáva elektrolýzou vody.
H2 Je to elektrolýza pomocou produktu NaCl vodných roztokov. Prítomnosť soli uľahčuje elektrolýzu zvýšením elektrickej vodivosti vody.
Globálna reakcia, ktorá sa odohráva, je:
2NACL +2H2O => cl2 + H2 + 2AOH
Vodík produkovaný pri elektrolýze sa môže použiť v chemickom priemysle pôsobiacim v reakciách závislostí, procesoch hydrogenácie alebo ako redukčné činidlo v redukčných procesoch.
Elektrolýza vody sa tiež používa na vytváranie kyslíka na Medzinárodnej vesmírnej stanici, ktorá slúži na udržanie atmosféry kyslíka na stanici.
Vodík sa môže použiť v palivovom článku, metóda na ukladanie energie a použitie vody generovanej v bunke na spotrebu astronautov.
Odkazy
- Elektrolýza vody. Získaný z.Wikipedia.orgán
- Výroba vodíka: elektrolýza. Energia obnovená.Vláda