Dingana elektrolisisan'ny vahaolana NaCl
Ny elektrolisisa dia dingana simika izay ampiharana herinaratra mba hiteraka fihetsika tsy tonga ho azy. Ny iray amin'ireo ohatra mahazatra indrindra amin'ny elektrolisisa dia ny elektrolisisa ny vahaolana klôro sôdiôma (NaCl). Ny elektrolisisa ny vahaolana NaCl dia matetika ampiasaina amin'ny indostria mba hamokarana entona klôro (Cl2) sy hidroksida sôdiôma (NaOH), izay samy manan-danja amin'ny fampiharana indostrialy isan-karazany.
Fitsipika fototra amin'ny elektrolisisa
Alohan'ny hidirana amin'ny antsipiriany momba ny elektrolisisin'ny vahaolana NaCl, dia zava-dehibe ny mahatakatra ireo fitsipika fototra fototry ny fizotran'ny elektrolisisy:
1. Elektrôna sy Iôna:
- Ny elektrolisisa dia mahakasika ny famindrana elektrôna izay miteraka fiovana simika ao amin'ny zavatra levona ao anaty vahaolana.
– Ny vahaolana elektrolita, amin'ity tranga ity dia NaCl, dia mivaingana ho iôna rehefa levona anaty rano (H2O). Ireo iôna ireo dia Na+ (sôdiôma) sy Cl- (klôro).
2. Elektrôda:
– Mampiasa elektrôda roa ny dingan'ny elektrolisisa: anoda (tsara) ary katôda (ratsy). Misy herinaratra mikoriana amin'ireo elektrôda ireo.
– Mihetsika mankany amin'ny elektroda manana fiampangana mifanohitra amin'izany ireo iôna ao amin'ny vahaolana. Mihetsika mankany amin'ny anoda ireo iôna ratsy, raha toa kosa ka mankany amin'ny katôda ireo iôna tsara.
3. Loharanon-kery:
– Loharano herinaratra ivelany no ampiasaina mba hanomezana ny angovo ilaina hanombohana ity fihetsika tsy tonga ho azy ity. Rehefa ampiharina ny voltazy dia misy herinaratra mikoriana ao anatin'ilay vahaolana.
Dingana Elektrôlisisa NaCl
Rehefa atao elektrolisisa ny vahaolana klôriôda sôdiôma, dia misy fihetsika simika maromaro mitranga eo amin'ny anoda sy katôda. Ireo fihetsika ireo dia mazàna mamokatra entona klôro, entona hidrôzenina (H2), ary hidroksida sôdiôma.
Dingana 1: Ionisation an'ny NaCl
Rehefa levona ao anaty rano ny NaCl dia misaraka ho lasa iônany:
\[ NaCl (aq) \rightarrow Na^+ (aq) + Cl^- (aq) \]
Ny rano koa dia miova ho ion-hidrôzenina (H+) sy ion-hidrôhidra (OH-):
\[ H_2O (l) \arrow havanana H^+ (aq) + OH^- (aq) \]
Dingana 2: Fihetsehana eo amin'ny Elektrôda
Ny dingan'ny elektrolisisa dia misy fihetsika eo amin'ny elektroda roa.
Fihetseham-po ao amin'ny Katôda (Fampihenana):
Ao amin'ny katôda, mihena ny iôna H+ mba hamorona entona hidrôzenina:
\[ 2H^+ (aq) + 2e^- \rrow H_2 (g) \]
Tsy miharan'ny fihenana ny iôna Na+ satria ambany kokoa ny mety ho vitan'ny fihetsiky ny fihenana H+.
Fihetsehana eo amin'ny Anode (Oksidasiona):
Eo amin'ny anode, ny ion Cl- dia mandalo oksidasiona mba hamorona gazy klôro:
\[ 2Cl^- (aq) \rightarrow Cl_2 (g) + 2e^- \]
Tsy iharan'ny oksidasiona ny ion OH- satria ambany kokoa ny mety ho oksidasionan'ny ion Cl-.
Dingana 3: Fiforonan'ny NaOH
Ireo iôna sisa tavela ao amin'ny vahaolana, dia ny Na+ sy OH-, dia hihetsika mba hamorona hidrôksida sôdiôma (NaOH):
\[ Na^+ (aq) + OH^- (aq) \rightarrow NaOH (aq) \]
Noho izany, ny vokatra farany amin'ny dingan'ny elektrolisisa dia entona hidrôzenina ao amin'ny katôda, entona klôro ao amin'ny anoda, ary vahaolana hidroksida sôdiôma ao anaty tontolo elektrolita.
Fampiharana sy Tombontsoa
Ny dingana elektrolisisa NaCl dia manana fampiharana sy tombontsoa isan-karazany amin'ny sehatry ny indostria sy fikarohana isan-karazany, anisan'izany:
1. Famokarana klôro:
– Akora tena manan-danja amin'ny indostrian'ny simika ny klôro. Ampiasaina amin'ny famokarana PVC (klôro polyvinyl), amin'ny fanadiovana rano fisotro madio, ary amin'ny karazana akora simika hafa isan-karazany ny klôro.
2. Famokarana Sodium Hydroxide:
– Tena ilaina amin'ny indostria isan-karazany ny sôdiôma hidroksida (fantatra ihany koa amin'ny hoe soda kaostikika), anisan'izany ny famokarana savony sy savony fanasan-damba, lamba ary ny sivana alumina.
3. Famokarana hidrôzenina:
– Azo ampiasaina ho solika, amin'ny fanadiovana metaly, ary amin'ny dingana indostrialy isan-karazany hafa ny entona hidrôzenina vokarina.
Elektrolysis membrane sy sela diaphragm
Amin'ny sehatra indostrialy, misy teknolojia isan-karazany ho an'ny electrolysis NaCl, ny roa amin'izy ireo dia ny sela membrane sy ny sela diaphragm:
1. Fonon-sela:
– Ao amin'ny sela membrane, ny anode sy ny cathode dia sarahan'ny membrane mifantina ion izay mamela ny ion sasany ihany handalo.
– Izany dia miantoka fa tsy mifangaro ny vokatra vokarina eo amin'ny anoda sy ny katôda.
2. Sela diafragma:
– Mampiasa fonony misy lavaka misy perforation ny sela diaphragm izay ahafahana mikoriana ny electrolyte saingy misoroka ny fifangaroan'ny vokatra.
– Matetika ity dingana ity dia mora kokoa noho ny sela membrane saingy mitaky fanaraha-maso henjana kokoa mba hahazoana antoka fa mahomby ny fisarahana ny vokatra.
Ireo anton-javatra misy fiantraikany amin'ny fahombiazana
Ireto misy lafin-javatra sasany izay misy fiantraikany amin'ny fahombiazan'ny fizotran'ny elektrolisisa:
- Fifantohana elektrolita:
– Ny fifantohana NaCl avo dia afaka mampitombo ny fahombiazana, saingy mety hampitombo ny harafesin'ny anode ihany koa.
– Karazana Elektrôda:
– Ny fampiasana fitaovana elektroda mety dia mety hisy fiantraikany amin'ny vokatry ny elektrolisisa. Matetika ampiasaina ny titane voarakotra grafita na oksida noho ny fanoherany ny harafesina.
– Mari-pana sy Tsindry:
– Ny fepetra fiasana toy ny mari-pana sy ny tsindry dia mety hisy fiantraikany amin'ny tahan'ny fihetsehana sy ny fahombiazan'ny dingana manontolo.
Ny fiantraikan'ny tontolo iainana
Na dia manana tombony maro aza ny elektrolisisy NaCl, ity dingana ity dia misy fiantraikany amin'ny tontolo iainana izay mila dinihina ihany koa:
1. Fandotoana klôro:
– Tena mihetsika sy misy poizina ny entona klôro amin'ny fifantohana avo. Noho izany, ny fikirakirana sy fanariana ny klôro dia mitaky fanaraha-maso hentitra.
2. Famokarana fako:
– Mitaky fitantanana tsara ny fako ihany koa ny famokarana sôdiôma hidroksida, noho ny toetrany manimba.
3. Fanjifana Angovo:
– Dingana mandany angovo be ny elektrolisisa. Ny fampiasana loharanon-kery azo havaozina dia afaka manampy amin'ny fampihenana ny fiantraikan'izany fandaniana angovo izany amin'ny tontolo iainana.
Famaranana
Teknolojia fototra eo amin'ny indostrian'ny simika ny elektrolisisa amin'ny vahaolana NaCl, izay mamokatra entona klôro, entona hidrôzenina, ary hidroksida sôdiôma. Ny fahatakarana lalina ny fihetsika mitranga eo amin'ny elektrôda, ny karazana sela ampiasaina, ary ireo anton-javatra misy fiantraikany amin'ny fahombiazana dia tena ilaina mba hampitomboana ny vokatra sy hampihenana ny fiantraikany amin'ny tontolo iainana. Na eo aza ny fanamby sasany, miaraka amin'ny fitantanana sahaza, ny elektrolisisa NaCl dia mbola iray amin'ireo dingana simika manan-danja sy ampiasaina betsaka indrindra amin'ny indostria ankehitriny.
