تطبيقات على التحليل الكهربي

ملخص الدرس

شكل (٣-١٢) الطلاء بالكهرباء ١ – تحضير هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) ويتم بالتحليل الكهربي لمحلول مائي مشبع من كلوريد الصوديوم باستخدام قطبين من الكربون. يتفكك كلوريد الصوديوم في الماء طبقاً للمعادلة: NaCl(s) → Na⁺(aq) + Cl⁻(aq) (في الماء H₂O). عند إمرار التيار الكهربائي تتجه الأيونات نحو الأقطاب المخالفة لها في الشحنة. عند الكاثود (المهبط): تتجه أيونات الصوديوم Na⁺ والماء H₂O، وتفاعلات الاختزال المحتملة هي: (١) Na⁺(aq) + e⁻ → Na(s) جهد الاختزال E° = −٢.٧١ فولت، (٢) ٢H₂O(l) + ٢e⁻ → ٢OH⁻(aq) + H₂(g)↑ جهد الاختزال E° = −٠.٨٣ فولت. وبما أن جهد اختزال الماء أكبر من جهد اختزال الصوديوم تكون المعادلة (٢) أكثر حدوثاً ويتصاعد غاز الهيدروجين. عند الأنود (المصعد): تتجه أيونات الكلور Cl⁻ والماء H₂O، وتفاعلات الأكسدة المحتملة هي: (٣) ٢Cl⁻(aq) → Cl₂(g) + ٢e⁻ جهد الاختزال E° = +١.٣٦ فولت، (٤) ٢H₂O(l) → O₂(g) + ٤H⁺(aq) + ٤e⁻ جهد الاختزال E° = +١.٢٣ فولت. وبما أن جهد اختزال الماء أقل؛ فالذي نتوقعه أن يتم أكسدة للماء، إلا أن ما يحدث عملياً هو أن أيونات الكلور السالبة هي التي تتأكسد، ويرجع سبب ذلك إلى أن الأكسجين الناتج من عملية أكسدة الماء يستقطب على قطب الكربون ويتطلب ذلك زيادة في فرق الجهد لإزالة الاستقطاب، مما يرفع جهد اختزال الماء إلى قيمة أعلى من جهد اختزال أيونات الكلور السالبة، وبذلك تكون المعادل