| Referate | Director web | Adauga link | Contact |

Titlu referat: Electroliza apei

Nivel referat: liceu

Descriere referat:
                                    
Electroliza apei
Fenomenul de electrolizare a fost studiat in clasele
anterioare atat in lectiile dem chimie cat si in lectile de fizica .Sa aratam
pe scurt in ce consta  acest fenomen.
Electroliza este un fenomen ce se petrece la trecerea
curentului electric continuu prin solutia sau topitura unui
electrolit.
Fomenul este complex si consta atat in migratia ionilor
pozitivi catre catod si a ionilor negativi spre anod ,cat si in neutralizarea
acestora .Astfel la electrozi ,ionii capteaza ,respectiv cedeaza electroni
,tranformandu-se in atomi neutri sau grupe de atomi .Acestia se pot depune ca
atare pe electrod sau pot reactiona :cu moleculele dizolvantului , cu
electrodul ,sau intre ei . Se formeaza astfel produsi secundari ai
electrolizei.
De fapt ,procesele la electrozi ,avand loc un tranfer de
electroni sant transformari redox.
Im continoare se vor analiza fenomenele ca au loc la
electroliza unor substante ,tinand seama ca la electrozi au loc procese de
oxidare si reducere
Electroliza apei
Experimental s-a constatat din primul an de studiu al
chimiei ca prin electroliza apei acidulate se optine hidrogen si oxigen.Deci in
solutie sant prezenti ionii proveniti prin ionizarea apei si a acidului
.
                                
2H2O-H3O + HO      -sau simplificat
Tinand seama de faptul ca electrodul negativ ,catodul ,are
tendinta de a ceda electronii , iar anodul (+) are tendinta de a acepta
electroni, procesele mai pot fi scrise sub forma.
(-)2H2O +2e-
H2(g)+2HO         
(+)2H2O- O2(g)+4H + 4e
Deci la catod se degaja hidrogenul iar la anod
oxigenul.
S-a prezentat o pla de combustie ce permite transformarea
energiei chimice in energie electrica prin arderea hidrogenului in oxigen.Prin
utilizarea pilelor de combustie hidrogenul devine combustibilul viitorului ,iar
apa este purtator de energie .
            
Hidrogenul sub forma de gaz , poate fi transportat prin
conducte.
Dar hidrogenul poate fi pastrat fie din in rezervoare
subterane,
ca gaz fie sub forma solida, ca hidruri.in acest
mod    problema stocari
energiei devine mai simpla.
Hidrogenul este utilizat la consumatori ,rezultatul fiind
vaporide apa
care apar in urma arderii lui .Vapori se ridic in
atmosfera iar apoi
condenseaza ,cazand din nou pe pamant in apa marilor si a
oceanelor.
Deci in afara de faptul ca hidrogenul permite stocarea
energiei evita
poluarea atmosferei .
Se preconizeaza ca energia electrica necesara produceri
hidrogenului
si oxigenului in celule de electroliza sa provina din
energia nucleara sau
prin conversie directa din energie solara .Intrucat
electroliza are multiple
aplicati este deosebit de important cunoasterea
aspectului cantitativ al
fenomenului ,deci a legilor ce il guverneaza.
Deci echivalentul electrochimic prezinta masa de substanta
depusa la
electrod atunci cand prin solutie trec o sarcina electrica
egala cu unitatea .
Pentru a stabili relatia dintre masele diferitelor metale
care sant depuse la electrod atunci cand prin solutie trece aceeasi sarcina
electrica , se considera o experienta similara celei efectuate de catre
Faradey.
Se considera trei celule electrolitice continand solutii
de azotat de argint ,sulfat de cupru ,respectiv clorura de fier .Prin cantarire
s-a determinat masa electrozilor inerti.Pentru ca prin toate celulele sa treaca
un curent de aceeasi intensitate se conecteaza celulele in serie
Dupa un anumit timp de la inceperea electrolizei
Catozii sant cantariti din nou iar prin diferenta se 
determina masa depusa din fiecare metal.Se
constata
ca masele de argint ,cupru si fier depuse se afla in
aceleasi rapoarte ca si echivalenti chimici ai
acestor
elemente.Mai mult calculand sarcina electrica
care
a trecut prin soluti efectuand produsul I(A)x t(s),
se constata ca pentru adepune un echivalent-gram
din oricare metal sant necesare 96 487C.
Aceasta sarcina electrica se numeste faraday si se
noteaza cu litera F.Raportand masa corespunzatoare
unui echivalent gram la sarcina electrica necesara pentru
depunerea acestuia prin electroliza se obtine echivalentul
electrochimic.
       E(g)
K= -------
       
F               
A
Intrucat E(g)= ----- unde A reprezinta masa atomica iar n
numarul de electroni inplicati
in                        
                         
n        proces egal cu sarcina ionului
depus la electrod , se mai poate scrie
                                                            
A
                                                   
K= ------
                                                          
nF
Cu aceasta precizie masa depusa la electrozi se poate
exprima astfel :
                          
A
          

=                  
I t
                          
nF
unde
m
-
masa de substanta depusa la
electrod
K
-
echivalentul
electrochimic al electrolitului
A
-
masa atomica
n
-
valenta ionului care se
depune
F
-
constanta lui
Faraday
I
-
intensitatea curentului
(in amperi)
t
-
reprezinta timpul cat
dureaza electroliza
       Cantitatea de material de la fiecare electrod cand curentul
electric trece prin electrolit depinde de anumite legi descoperite de chimistul
si fizicianul englez Michael Faraday, numite legile electrolizei.
       Prima lege a electrolizei: Cantitatea de
substanta transformata la fiecare electrod este direct proportionala cu
cantitatea de electricitate ce trece prin electrolit.
       A doua lege a electrolizei: Masa
substantelor transformate este direct proportionala cu masa lor echivalenta
(masa atomica a elementului impartit la valenta lui).
       Electroliza este un proces endoenergetic, nespontan, deoarece are
loc un consum de energie.
       Energia necesara electrolizei provine din energie electrica, deci
la electroliza are loc transformarea energiei electrice in energie
chimica.
      La
determinarea cantitati de curent necesara pentru 1 echivalent-gram se tine
seama de descarcarea unui ion monovalent necesita un electron, a carui sarcina
este:
4,8020.10-10
u.e.s.C.G.S.=1,602.1019 As
(amperi-secunda)=1C (columb), si ca 1 echivalent-gram reprezinta N (numarul lui Avogadro) ioni
monovalenti. Deci sarcina totala a acestor ioni este:
            
eN =(1,602.10-19 As)(6,023.10-23 val-1)=
                 
=96494 As . val-1=96494 C.
val-1 ≅
                  
≅26,8 Ah.val-1
      Aceasta
cantitate de electricitate se numeste un faraday si are simbol F. Deci un
faraday reprezinta cantitatea de electricitate
necesara pentru a transforma la electroliza un echivalent-gram  dintr-o substanta.
      De exemplu,
pentru ca la electroliza acidului clorhidric sa se puna in libertate 1
atom-gram de hidrogen este necesar 1F, pentru 2 atomi-gram de hidrogen sant
necesari 2F, pentru 3 atomi-gram sant necesari 3F etc. Tot asa, pentru ca la
electroliza unei soluti de clorura de curpu(II) sa se puna in libertate 1
atom-gram de cupru sant necesari 2F, pentru 2 atomi-gram de cupru sant necesari
4F.
Aplicatile electrolizei
Industrile electrochimice s-au dezvoltat in ultimile
decenii deveniind o ramura cu o sfera larga de aplicati deosebit de importante
petru economia nationala .Aplicarea electrochimiei permite sa se optina pe o
cale relativ simpla si ieftina cantitati mari de produse importante , cum sant
hidrogenul ,oxigenul, claorul ,hidroxizi alcalini,peroxizii,oxiclorurile
etc.
Prin electrolizarea substantelor topite (in special a
sarurilor) se obtin mari cantitati de :sodiu ,calciu ,magneziu ,aluminiu si
alte metale .datorita metodelor electrochimice s-a reusit sa se realizeze pe
acara industriala obtinerea unor metale ca: bariu cesiu litiu etc.
O alta aplicatie a metodelor electrochimice o constituie
obtinerea metalelor pure , de exemplu :zinc ,nichel, argint ,aur.
Procedeele electrochimice se folosesc cu succes in unele
procese de sinteza organica.
De asemenea .pentru combaterea coroziuni se folosesc cu
eficienta acoperilile metalice care se efectueaza tot in bai de
electroliza.
Electroliza –metoda de optinere a metalelor si nemetalelor.
Metalele din grupele I,aIIa sia III a principala se obtin
industrial prin electroliza topirilor .
Metalele grupei I ce nu sant prezentate in
tabel(Li,Rb,Cs)se obtin tot prin electroliza topirilor clorului
respective.
Beriliul metalic se obtine prin electroliza unui amestec
topit de BeF2 si o alcalina iar strontiul, un alt metal al
grupei a II se optine similar cu calciul.
Cu toate ca prin aceste procedee electrochimice se consuma
cantitati insemnate de energie electrica , ele sant utilizate pe scara larga
intrucat permit obtinerea metalelor pure necesare in tehnica , laboratoare si
industrie.
Procedeele electrochimice sant singurele care fac pozibila
obtinerea metalelorcu potentialul de oxidare mare.
Astfel , sodiul si litiul sant utilizate pentru optinerea
aliajelor deoarece in adaosuri mici imbunatatesc mult calitatilor acestora
.Dintre metalele grupei a Iia ,magneziului este utilizat in cantitati mari in
industrie si tehnice.
Obtinerea aluminiului este un proces tehnologic complex
care cuprinde doua etape distincte...



Curs valutar
Euro4,5511
Dolarul american4,2615
Lira Sterlina5,3015
Gramul de aur170,1555
Leul moldovenesc0,2176
Materii referate

Anatomie (61)

Astronomie (61)

Biologie (546)

Chimie (530)

Contabilitate (87)

Design (4)

Diverse (878)

Drept (356)

Ecologie (59)

Economie (520)

Educatie Fizica (2)

Educatie si Invatanmant (2)

Engleza (463)

Filosofie (99)

Fizica (343)

Franceza (25)

Geografie (838)

Germana (40)

Informatica (354)

Istorie (1169)

Italiana (21)

Latina (26)

Literatura (22)

Logica (6)

Management (133)

Marketing (118)

Matematica (114)

Mecanica (13)

Medicina si Farmacie (229)

Muzica (35)

Psihologie (337)

Religie (248)

Romana (2303)

Spaniola (31)

Statistica (17)

Stiinte politice (27)

Turism (64)

Nota explicativa

Informatiile oferite de acuz.net au scop educativ si orientativ pentru cercetare academica. Va recomandam utilizarea acestora doar ca sursa de inspiratie sau ca resurse educationale.