التحليل الكهربائي هو عملية تتميزخصائص الأكسدة والاختزال فيما يتعلق بالعناصر المكونة للأملاح والمركبات الأخرى في الذوبان أو المحاليل ، عندما يمر تيار كهربائي من خلالها.
عن طريق التحليل الكهربائي ، يمكنك الحصول على المعادن وغير المعادن التي تتميز بدرجة عالية من النقاوة الكيميائية. رد الفعل هذا بسيط ويمكن الوصول إليه ، ويمكن حتى محاكاته في المنزل. يتطلب هذا مصدر تيار كهربائي ثابت وزوج من الأقطاب الكهربائية وإلكتروليت مُعد مسبقًا. إن الخاصية الأساسية للإلكتروليتات هي قدرتها على توصيل التيار الكهربائي.
يميز بين التحليل الكهربائي للمحاليل والأملاح المنصهرة ،على الرغم من التشابه العام ، لديهم عدد من الاختلافات الهامة. عند إجراء التحليل الكهربائي للحلول ، ينبغي للمرء أن يأخذ في الاعتبار مشاركة أيونات المذيبات في العملية. يتميز التحليل الكهربائي للذوبان بوجود أيونات المادة نفسها فقط.
للحصول على المنتج المطلوب (سواء كان معدنًا أو غازًا أو غير معدني) ، يجب أن تقلق بشأن اختيار قطب كهربائي مناسب وتحضير الإلكتروليت المناسب.
يمكن أن تكون مادة الأقطاب الكهربائية موجودةموصل التيار الكهربائي. في معظم الحالات ، يتم استخدام المعادن والسبائك ؛ ومن بين غير المعادن ، يمكن أن تظهر قضبان الجرافيت (الكربون) مؤشرات جيدة كقطب كهربائي. نادرًا جدًا ، ولكن الحلول التكنولوجية معروفة حيث تعمل السوائل كمواد للأقطاب الكهربائية.
كل شيء جاهز لإجراء التحليل الكهربائيمحاليل الملح. القطب الموجب يسمى الأنود. بالنسبة للقطب السالب ، تم اعتماد التسمية - الكاثود. عند إجراء التحليل الكهربائي للمحاليل ، يتأكسد الأنود (يذوب) ، ويتم تقليل الكاثود. من المهم جدًا ألا يؤثر "انحلال" الأنود على العملية الكيميائية التي تحدث في المحلول (الذوبان). خلاف ذلك ، فإن الشرط الرئيسي للأنود هو خمولها. من الناحية المثالية ، يمكن صنعه من البلاتين ، لكن أنودات الجرافيت (الكربون) فعالة أيضًا.
بالنسبة للكاثود ، أي تقريبًالوحة معدنية (لن تذوب). تستخدم النحاس والنحاس والكربون (الجرافيت) والزنك والحديد وكاثودات الألومنيوم على نطاق واسع في الصناعة الحديثة.
التحليل الكهربائي للمحاليل في المنزلالظروف ، عمليًا من مواد الخردة ، يمكن الحصول على مواد مثل الأكسجين والكلور والهيدروجين والنحاس والحمض الضعيف أو القلوي والكبريت. لا تفرط في استخدام تجارب الكلور - فهو سام!
للحصول على الأكسجين والهيدروجين ، من الضروريالتحليل الكهربائي لمحلول صودا الخبز (بدلاً من ذلك ، رماد الصودا). سيتم إطلاق الأكسجين على شكل فقاعات بالقرب من القطب "+" (الأنود) ، وسيتم إطلاق الهيدروجين بالقرب من القطب السالب ("-"). بالنسبة للسؤال عن سبب تقليل الهيدروجين ، وليس الصوديوم ، كما قد يفترض المرء ، يمكن العثور على إجابة: في سلسلة الفولتية للمعادن ، Na على يسار H2 ، على التوالي ، في منافسة اثنين من الكاتيونات ، ساد الهيدروجين على الصوديوم. باستخدام هذا التفاعل كمثال ، شهدنا كيف تحول التحليل الكهربائي للمحلول ، في الواقع ، إلى تحليل كهربائي لمذيب (ماء).
باستخدام محلول من كبريتات النحاس كإلكتروليت ، نحصل على لوحة حمراء داكنة على الكاثود ، وهو معدن نقي ، نحاس مختزل.
بناء على نتائج تجربتين علىيمكن إجراء بعض التعميمات على التحليل الكهربائي. يصبح الأنود الموجب مكانًا لتقليل الأنيونات ؛ في كلتا الحالتين المذكورة أعلاه ، تبين أنه أكسجين. في الكاثود ، يتم تقليل الكاتيونات ، في تجاربنا تبين أنها هيدروجين - في الحالة الأولى ، نحاس - في الحالة الثانية. كقاعدة عامة ، الكاتيونات هي معادن أو هيدروجين ، ولكن في بعض الحالات يمكن أن تكون غير معادن وغازات. تلعب حالة الأكسدة لعنصر ما دورًا مهمًا في عملية الاختزال.
