Erimiş tuzların (Sıvı) elektrolizi

Question

Bu konuyu anlamakta biraz zorlanıyorum. Özellikle katı bir tuz elektroliz edilmezken, neden erimiş halde elektroliz edilebiliyor? Ayrıca elektrotlarda hangi elementlerin açığa çıkacağını nasıl belirleyeceğim çok karışık geliyor.

Answer 1

🧪 Erimiş Tuzların (Sıvı) Elektrolizi

Erimiş tuzların elektrolizi, iyonik bileşiklerin yüksek sıcaklıklarda eritilerek sıvı hale getirilmesi ve ardından elektrik akımı uygulanarak ayrıştırılması işlemidir. Bu işlem, özellikle aktif metallerin (Na, K, Ca gibi) eldesinde ve bazı endüstriyel uygulamalarda kullanılır.

🔥 Neden Erimiş Tuzlar?

İyonik bileşikler oda sıcaklığında katı halde bulunurlar ve iyonları hareket edemez. Elektroliz için iyonların serbestçe hareket edebilmesi gerekir. Bu nedenle iyonik bileşikler ya suda çözülür ya da eritilir. Erimiş tuzların elektrolizi, suyun elektrolizinden farklıdır çünkü suyun elektrolizinde suyun kendisi de tepkimeye girebilir. Erimiş tuzların elektrolizinde ise sadece tuzun iyonları tepkimeye girer, bu da daha kontrollü bir süreç sağlar.

📝 Ders Notu: Erimiş Tuzların Elektrolizi

• ➕ Elektrolit: Erimiş haldeki iyonik bileşik (örneğin, NaCl).
• ➕ Elektrotlar: Genellikle inert (tepkimeye girmeyen) elektrotlar kullanılır (örneğin, platin veya grafit).
• ➕ Katot (–): Negatif yüklü elektrot. Katyonlar (pozitif iyonlar) katoda çekilir ve indirgenir.
• ➕ Anot (+): Pozitif yüklü elektrot. Anyonlar (negatif iyonlar) anoda çekilir ve yükseltgenir.

🧪 Örnek: Erimiş Sodyum Klorür (NaCl) Elektrolizi

Erimiş NaCl elektrolizinde aşağıdaki reaksiyonlar gerçekleşir:

• ⚡ Erimiş NaCl'nin İyonlaşması: NaCl(s) → Na⁺(l) + Cl^-(l)
• ⚡ Katot Reaksiyonu (İndirgenme): Na⁺(l) + e^- → Na(s) (Sodyum metali katotta toplanır)
• ⚡ Anot Reaksiyonu (Yükseltgenme): 2Cl^-(l) → Cl₂(g) + 2e^- (Klor gazı anotta açığa çıkar)

Net Reaksiyon: 2NaCl(l) → 2Na(s) + Cl₂(g)

⚗️ Çözümlü Örnek

Erimiş CaCl₂ tuzunun elektrolizinde katot ve anotta hangi maddeler oluşur?

Çözüm:

• 🧪 CaCl₂'nin İyonlaşması: CaCl₂(s) → Ca²⁺(l) + 2Cl^-(l)
• 🧪 Katot Reaksiyonu (İndirgenme): Ca²⁺(l) + 2e^- → Ca(s) (Kalsiyum metali katotta toplanır)
• 🧪 Anot Reaksiyonu (Yükseltgenme): 2Cl^-(l) → Cl₂(g) + 2e^- (Klor gazı anotta açığa çıkar)

🏭 Endüstriyel Uygulamalar

• ⚙️ Alüminyum Üretimi: Al₂O₃'ün erimiş halde elektrolizi ile alüminyum metali elde edilir. Bu işlem, Halls-Héroult prosesi olarak bilinir.
• ⚙️ Sodyum Üretimi: Erimiş NaCl elektrolizi ile sodyum metali ve klor gazı elde edilir.
• ⚙️ Magnezyum Üretimi: Deniz suyundan elde edilen MgCl₂'ün erimiş halde elektrolizi ile magnezyum metali elde edilir.