ELECTRÒLISI

1. ELECTRÒLISI Què passa si connectem una dissolució de SnCl2 a un generador de corrent continu? Sn2+(aq) + 2e- Sn(s) 2Cl-(aq) Cl2(g) + 2e- Sn2+(aq) + 2Cl- Sn(s) + Cl2(g)

2. ELECTRÒLISI Càlculs en processos electrolítics: Lleis de Faraday Primera llei: la massa de substància que es genera als elèctrodes d’una cubeta electroítica és directament proporcional a la quantitat de corrent que hi circula. Q = I · t Segona llei: la massa de la substància que es redueix o s’oxida en un elèctrode per a una quantitat determinada de corrent està determinada per la relació estequiomètrica entre la subtància i el nombte d’electrons de la semireacció considerada.

3. ELECTRÒLISI Electròlisi de l’aigua Eoxid=-0,81 V Ered=-0,42 V Epila=-1,23 V Per dur terme l’electròlisi de l’aigua la diferència de potencial mínima necessària serà de 1,23 V. A la pràctica cal aplicar una diferència de potencial de 1,8 V, ja que el sobrepotencial amb elèctrodes de Pt és de 0,6 V.

4. ELECTRÒLISI Electròlisi de l’aigua Epila=-1,23 V • Per dur terme l’electròlisi de l’aigua la diferència de potencial mínima necessària serà de 1,23 V. A la pràctica cal aplicar una diferència de potencial de 1,8 V, ja que el sobrepotencial amb elèctrodes de Pt és de 0,6 V. • El sobrepotencial depèn de : • La polarització deguda canvis de concentració al voltant dels elèctrodes. • El sobrepotencial d’activació que depèn de la velocitat amb què es transfereixen els electrons entre les espècies químiques i els elèctrodes. Eoxid=-0,81 V Ered=-0,42 V

5. ELECTRÒLISI Electròlisid’unadissoluciód’una sal (NaCl) Esperaríem obtenir Na i Cl2: Però obtenim 2 gasos: Cl2 a l’ànode: Eoxid(Cl-/Cl2)=-1,36 Eoxid(H2O/O2)=-0,81. Obtenim Cl2 enlloc de O2 degut a que el sobrepotencial de l’oxigen és més gran que el del clor H2 al càtode: perquè H2O té un potencial de reducció més gran que Na. Si la dissolució és diluïda obtenim H2 al càtode i O2 a l’ànode.

6. ELECTRÒLISI Electròlisi de dissolucions aquoses L’electròlisid’unadissolucióaquosad’unelèctrolit no és tan senzillaperquèl’aiguapot intervenir. En el càtodereaccionaràambmésfacilitatl’espècie química que tingui un potencial de reducciómésalt. (Ered H2O=-0,42 V). Qualsevolcatióamb un potencial estàndard de reduccióméspositiu que -0,42 V es reduirà al càtodeabans que l’aigua. Ex: Cu2+, Ag+ es reduirànabans que l’aigua. Mentre que Na+, Ca2+, Zn2+ no es reduiran, hofaràl’aigua i es despendrà H2. En l’ànodereaccionaràambmésfacilitatl’espècie química que siguimés oxidable, és a dir, la que tingui un potencial de reduccióméspetit o, altramentdit, el potencial d’oxidaciómés gran. El Eoxid H2O=-0,81 V. Anionscom F-, SO42- no s’oxidaran, hofaràl’aigua. L’anió I- que té un potencial d’oxidaciómés gran, s’oxidaràabans que l’aigua.

7. ELECTRÒLISI Electròlisi de salsfoses: Per obtenirmetallsamb potencial de reducció inferior al de l’aigua, hem de ferl’electròlisi de la sal fosa. Exemple: NaCl, KCl…

8. ELECTRÒLISI Obtenció del lleixiu Electròlisid’unadissolució concentrada de NaCl: (+) Ànode (oxidació): 2 Cl- Cl2 + 2 e- (-) Càtode (reducció) 2 H2O + 2 e- H2 + 2 OH- Procés global: 2 NaCl(aq) + 2 H2O(l) Cl2(g) + H2(g) + 2 NaOH(aq) Si totsaquestsproductesestan en contacte en el mateixbanyelectrolític, es produeixl’oxidaciódel clor i a la vegada la sevareducció i s’obté una barrejaaquosahipoclorit i clorur de sodi, anomenada LLEIXIU Cl2(g) + 2NaOH(aq)NaClO(aq) + NaCl(aq) + H2O(l)

9. CORROSIÓ DE METALLS La corrosió és un procés en el qual un metall s’oxida en cedir electrons a l’oxigen atmosfèric per formar un òxid metàl·lic. Exemples: - el ferro quan es rovella. - la plata quan s’enfosqueix - el coure quan es recobreix d’una capa de carbonat de coure de color verd.

10. CORROSIÓ DE METALLS Reacció a l’ànode: Fe(s) Fe2+(aq) + 2e- Reacció al càtode: ½ O2(aq) + H2O(l) + 2e- 2 OH- (aq) Fe2+ + 2 OH- Fe(OH)2(s) Fe(OH)2 + ½ O2(g) + H2O 2 Fe(OH)3 (aq) 2 Fe(OH)3 (aq) Fe2O3·xH2O (rovell)

11. CORROSIÓ DE METALLS • Mètodes per prevenir la corrosió: • Protecció de la superfíciemetàl·licaamb una pintura. • Passivació o inactivació del metall a causa de la formació de l’oxid. • Recobriment de la superfícieamb una altremetallamb un potencial de reducciópositiu, és a dir, amb poca tendència a oxidar-se. • Recobrimentamb un metall que presentipassivació. • Protecciócatòdica del metall a causa de la unió amb un altremetallambméstendència a oxidar-se, és a dir, amb un potencial de reducció menor; així, l’espècie que s’oxidaserà la que s’haunit, mentre que el metallactuacom a càtode.

12. PROTECCIÓ DE L’ALUMINI FRONT LA CORROSIÓ L’alumini es potprotegir de la corrosiómitjançant un procésque s’anomenaanodització. Al forma una capa de Al2O3 (10-8 m). En el procésd’anoditzaciós’augmenta el gruixd’aquesta capa (10-5 m). En l’anoditzaciol’aluminiésl’ànode i l’electrolités H2SO4. GALVANOPLÀSTIA Galvanoplàstiaconsisteix en recobrir (galvanitzar) un objectemetàl·licamb una capa fina d’unaltremetall. L’objecte que es volgalvanitzarésel càtode i l’ànode de la cel·laés el metallque formarà el recobriment.

13. REFINACIÓ ELECTROLÍTICA DEL COURE El Cu que s’obté del seu mineral té una puresa del 99%. La resta són impureses de Pt, Ag, Fe, Au i Zn. Perquè sigui bon conductor necessitem puresa de 99,95%. Per purificar-lo s’utilitza la refinació electrolítica. Ànode Càtode