Παράδειγμα 12:
Ηλεκτρόλυση τήγματος NaCl

  

Έστω ότι θερμαίνουμε στερεό NaCl σε ένα κατάλληλο δοχείο, μέχρι Θ = 801 0C, οπότε το NaCl τήκεται σύμφωνα με την αντίδραση:
NaCl(s) → Na+ + Cl

Βυθίζοντας στο τήγμα δύο αδρανή ηλεκτρόδια και εφαρμόζοντας τάση ίση ή μεγαλύτερη από 3,2V, αρχίζει η ηλεκτρόλυση του τήγματος.

Όπως φαίνεται και στο παραπάνω σχήμα ηλεκτρόλυσης τήγματος NaCl, η μπαταρία προωθεί ηλεκτρόνια στην κάθοδο, που γι’ αυτό το λόγο είναι το αρνητικό ηλεκτρόδιο, όπου και πραγματοποιείται αναγωγή των θετικά φορτισμένων ιόντων του ηλεκτρολύτη που προσελκύονται στο ηλεκτρόδιο αυτό, σύμφωνα με την αντίδραση:

Κάθοδος (-):  2Na+ + 2e-  2Na(s)

Στο ηλεκτρόδιο της ανόδου, που είναι το θετικά φορτισμένο ηλεκτρόδιο, προσελκύονται τα ανιόντα του ηλεκτρολύτη και υφίστανται οξείδωση, σύμφωνα με την αντίδραση:

Άνοδος (+):  2Cl-  Cl2(g) + 2e- 

Τα ηλεκτρόνια που γεννιούνται από την οξείδωση, προσελκύονται από το θετικό πόλο της πηγής, αφήνοντας το ηλεκτρόδιο της ανόδου θετικά φορτισμένο.

Η συνολική οξειδοαναγωγική αντίδραση κατά την ηλεκτρόλυση βρίσκεται ως εξής:

Κάθοδος (-) Αναγωγή:           2Na+ + 2e-  2Na(s)    Ε◦ = -2,71 V
Άνοδος (+) Οξείδωση:          2Cl-  Cl2(g) + 2e-         Ε◦ =  1,36 V  
Συνολική οξειδοαναγωγική:     2Na+ + 2Cl-  2Na(s) + Cl2(g)
Με ΔΕ0 = Ε0καθόδου - Ε0ανόδου = -2,71 V - 1,36 V = - 4,07 V

Παρόλο που θεωρητικά η τάση για την ηλεκτρόλυση του τήγματος NaCl βρέθηκε ίση με 4,07 V, στην πράξη χρειάζεται τάση ίση με 3,2 V, εξαιτίας διαφόρων επιπλοκών που παρουσιάζονται στην υψηλή θερμοκρασία του τήγματος.
Έτσι κατά την ηλεκτρόλυση τήγματος NaCl το προϊόν της καθόδου είναι το μεταλλικό Na και της ανόδου είναι το αέριο Cl2.
Η αντίδραση αυτή έχει βιομηχανική εφαρμογή για την παρασκευή μεταλλικού Na και Cl2 στο λεγόμενο δοχείο Down με άνοδο από γραφίτη και κάθοδο από σίδηρο.
Στο τήγμα του NaCl προστίθεται και μικρή ποσότητα CaCl2 για να μειωθεί το σημείο τήξης στους 600 0C.

 

 

Αρχή Σελίδας