تعريف التحليل الكهربائي
يمكن تعريف التحليل الكهربائي على أنه عملية تحليل المركبات الأيونية إلى عناصرها عن طريق تمرير تيار كهربائي في خلية التحليل، وتتكون هذه الخلية من ثلاثة عناصر رئيسية، وهي الأقطاب الموجبة والسالبة والمحلول الكهرلي ومصدر التيار الكهربائي اللازم لإتمام عملية التحليل الكهربائي.[١]
التحليل الكهربائي لمحلول كلوريد الصوديوم
عند وضع مركب كلوريد الصوديوم في الماء، تنفصل أيونات الصوديوم والكلور عن بعضها البعض داخل المحلول المائي، وتظهر تفاعلات أخرى عند كل من المصعد والمهبط، وذلك بحسب اختلاف الرقم الهيدروجيني كالآتي:[٢]
عند المهبط، الرقم الهيدروجيني (PH) = 7
يمكن اختزال الماء إلى غاز الهيدروجين أو اختزال أيونات الصوديوم إلى معدن الصوديوم، وذلك حسب معادلات نصف التفاعل التالية:
عند المصعد، الرقم الهيدروجيني (PH) = 7
يمكن أكسدة الماء إلى أكسجين أو أكسدة أيون الكلوريد إلى جزيء الكلور، وذلك حسب معادلات نصف التفاعل التالية:
وترمز إلى الجهد الكهربائي اللازم للحصول على المركب وإتمام عملية التفاعل، فمثلاً عندما يحدث التفاعل عند المهبط، فإن الجهد اللازم لإنتاج غاز الهيدروجين هو 1 فولت، أما الجهد اللازم لإنتاج معدن الصوديوم فهو 2.71 فولت، وبالتالي من الأسهل إنتاج غاز الهيدروجين؛ لأنه يحتاج جهداً أقل.[٣]
تعتمد مخرجات خلية التحليل الكهربائي لكلوريد الصوديوم على تركيز محلول كلوريد الصوديوم المائي، كالآتي:[٢]
- عندما يكون تركيز محلول كلوريد الصوديوم المائي خفيفاً جداً؛ فإن الناتج يشبه عملية التحليل الكهربائي للماء فقط، مما ينتج الهيدروجين عن المهبط والأكسجين عند المصعد.
- عندما يكون تركيز محلول كلوريد الصوديوم المائي عالياً جداً؛ فإن ذلك يؤدي إلى إنتاج غاز الهيدروجين عند المهبط وغاز الكلور عند المصعد كمركبين أساسين، ويكون إنتاج هيدروكسيد الصوديوم كمركب ثانوي.
- عندما يكون تركيز محلول كلوريد الصوديوم المائي متوسطاً؛ فيتم التحكم به بشكل حركي، فعند المهبط يتم إنتاج الهيدروجين، حيث إنه أكثر جدوى من إنتاج الصوديوم، أما عند المصعد فهناك احتمالان إما إنتاج غاز الهيدروجين أو إنتاج غاز الكلور، إذ عند التحكم بشكل حركي يمكن أن يكون الناتج من عملية التحليل غاز الأكسجين وغاز الكلور في وقت واحد.
أهمية التحليل الكهربائي لكلوريد الصوديوم
تكمن أهمية التحليل الكهربائي لكلوريد الصوديوم في أن المواد المنتجة من هذه العملية تكون مواد أولية للعديد من المواد الكيميائية التي تستخدم في مختلف الصناعات، مثل الكلور وهيدروكسيد الصوديوم، ويمكن تحليل كلوريد الصوديوم إما عن طريق صهره أو عن طريق التحليل الكهربائي لمحلول كلوريد الصوديوم، حيث يُجرى التحليل الكهربائي لكلوريد الصوديوم مع وجود أملاح إضافية، وذلك لمساعدة تفاعلات الأكسدة والاختزال على إتمام وظيفتها بشكل كامل.[٢]
المراجع
- ↑ "Electrolysis: Definition of Electrolysis, Mechanism of electrolysis, Electrolysis of molten lead bromide, Electrolysis of using electrode, Practice Problems, and FAQs", aakash, Retrieved 22/3/2023. Edited.
- ^ أ ب ت "Electrolysis of Sodium Chloride", byjus, Retrieved 22/3/2023. Edited.
- ↑ source of direct current,flow toward the positive electrode "Electrolytic Cells", purdue, Retrieved 22/3/2023. Edited.
