Noțiuni de electrochimie

Electroliza

Electroliza NaCl topit, a soluției de NaCl, a apei, a soluției de CuSO₄ și a iodurilor: procese la electrozi, produși și aplicații, cu calcule de stoechiometrie.

  • 25 min
  • La BAC: I.A · II.D · III
  • Verificat pe bareme
Ilustrație: Electroliza
Ilustrație generată pentru ZECE (artistică, nu o planșă științifică: pentru detalii exacte vezi schemele din lecție).

ții minte doar fișa asta și ești acoperit

Fișa de aur

  1. 01

    Electroliza = redox forțat de curent. Catod (−) = reducere; anod (+) = oxidare. În pilă semnele sunt inversate.

  2. 02

    NaCl topit: catod Na⁺ + e⁻ → Na, anod 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻; global 2NaCl → 2Na + Cl₂.

  3. 03

    Soluție de NaCl: 2NaCl + 2H₂O → 2NaOH + H₂ + Cl₂: H₂ la catod, Cl₂ la anod, NaOH în soluție.

  4. 04

    Apa: 2H₂O → 2H₂ + O₂; volumul de H₂ este dublu față de O₂. CuSO₄ (electrozi inerți): 2CuSO₄ + 2H₂O → 2Cu + O₂ + 2H₂SO₄.

  5. 05

    Metalele active (Na) se obțin doar din topituri; din soluție la catod se reduce apa (se degajă H₂).

1 din 8

Pe scurt

2 minesențialul, de recitit oricând

Culorile din lecție:termencifră, datăidee-cheie

  • Electroliza se face cu curent continuu, în topitură sau soluție. Catod −: reducere. Anod +: oxidare.
  • NaCl topit → Na + Cl₂. Soluție de NaCl → NaOH + H₂ + Cl₂. Apă → H₂ + O₂. CuSO₄ → Cu + O₂ + H₂SO₄.
  • Aplicații: obținerea metalelor active (Na), a Cl₂, H₂, I₂, a NaOH; cuprăritul, placarea cu metale.
  • Metalele active se obțin doar din topituri.

Electroliza NaCl topit

2 min

Ionii sunt mobili în topitură.

Catod (−)
Proces
reducere
Ecuația
Na⁺ + e⁻ → Na (se înmulțește cu 2)
Anod (+)
Proces
oxidare
Ecuația
2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻
Global
Ecuația
2NaCl → 2Na + Cl₂
1 / 3

Se obține sodiu metalic (metodă industrială) și clor.

Electroliza soluției de NaCl (saramură)

5 min 2 întrebări la final

În soluție există Na⁺, Cl⁻ și molecule de H₂O. La catod se reduce apa (nu Na⁺, mai greu de redus), la anod se oxidează Cl⁻.

Catod (−)
Proces
reducere
Ecuația
2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻
Anod (+)
Proces
oxidare
Ecuația
2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻
Global
Ecuația
2NaCl + 2H₂O → 2NaOH + H₂ + Cl₂
1 / 3

Se obțin trei produse utile: NaOH (în soluție), H₂ (catod), Cl₂ (anod).

Electroliza soluției de NaCl

curent continuue⁻e⁻catod (−)reducereanod (+)oxidareH₂Cl₂Na⁺, Cl⁻, H₂Oîn soluție rămâne NaOH2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻2NaCl + 2H₂O → 2NaOH + H₂ + Cl₂
Trei produse utile: H₂ la catod, Cl₂ la anod, NaOH în soluție. La catod se reduce apa, nu Na⁺, de aceea din soluție nu se obține sodiu.

Ce se obține la catod în electroliza soluției de NaCl?

Ce masă de NaOH se obține împreună cu 71 g de Cl₂ la electroliza soluției de NaCl?

Electroliza apei

4 min o întrebare la final

Se adaugă un electrolit (de ex. H₂SO₄) pentru conducție.

Catod (−)
Proces
reducere
Ecuația
2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2HO⁻ (în apă acidulată și 2H⁺ + 2e⁻ → H₂)
Anod (+)
Proces
oxidare
Ecuația
2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e⁻
Global
Ecuația
2H₂O → 2H₂ + O₂
1 / 3

Raport de volume (aceleași condiții): V(H₂) : V(O₂) = 2 : 1. H₂ se obține la catod, O₂ la anod. Pe aceasta se bazează și un item din modelul 2026: „H₂ se obține la electroliza apei” (adevărat).

Electroliza apei: 2 volume de H₂ la 1 volum de O₂

H₂O₂apă cu electrolit2 volume1 volumcatod (−)anod (+)
2H₂O → 2H₂ + O₂: coeficienții dau raportul de volume, în aceleași condiții. Schemă, nu la scară.

Care este raportul volumelor H₂ : O₂ la electroliza apei?

Electroliza soluției de CuSO₄ (electrozi inerți)

3 min

Catod (−)
Proces
reducere
Ecuația
Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu (se depune cuprul roșu)
Anod (+)
Proces
oxidare
Ecuația
2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e⁻
Global
Ecuația
2CuSO₄ + 2H₂O → 2Cu + O₂ + 2H₂SO₄
1 / 3

La anod se degajă O₂, iar soluția devine acidă (se formează H₂SO₄).

Electroliza iodurii (obținerea iodului)

4 min

La electroliza unei soluții de KI se degajă H₂ la catod și se formează I₂ la anod: 2KI + 2H₂O → 2KOH + H₂ + I₂. Soluția devine bazică (KOH).

Ce se cere la BAC

3 mincum apare la examen

Greșeli care costă puncte

2 mincapcanele de evitat

  • Scrii că din soluția de NaCl se obține sodiu metalic.
  • Inversezi anodul cu catodul (la electroliză, anodul este +).
  • Uiți că raportul H₂ : O₂ = 2 : 1 este pe volume (și pe moli).
  • Pui în ecuație Na la catod când în soluție se degajă H₂.

Termeni-cheie

Electroliza
Proces redox provocat de curentul electric continuu trecut printr-o topitură sau o soluție de electrolit; energia electrică se transformă în energie chimică.
Catod (la electroliză)
Electrodul negativ, la care are loc reducerea (cationii primesc electroni).
Anod (la electroliză)
Electrodul pozitiv, la care are loc oxidarea (anionii cedează electroni).
Electrod inert
Electrod (grafit, platină) care nu participă la reacție, doar conduce curentul.
Saramură
Soluție concentrată de NaCl; prin electroliza ei se obțin NaOH, H₂ și Cl₂.
Electroliza apei
Descompunerea apei (cu electrolit adăugat) în H₂ la catod și O₂ la anod, în raport de volume 2 : 1.

Notițele mele

Salvat local

Surse