1G_Druskos - chemijos pramonės žaliava

Atraskite natrio chlorido, kaip svarbios pramonės žaliavos, paslaptis ir jo elektrolizės procesą!

Natrio chloridas - pramoninė žaliava Šioje vaizdo pamokoje nagrinėjama kas vyksta per koncentruotą natrio chlorido tirpalą (sūrymą) leidžiant elektros srovę. Pirmiausia primenama, kas vyksta elektrolizės metu. Gamyklose elektrolizė sūryme atliekama specialiuose įrenginiuose - elektrolizeriuose.Tam, kad suprastumėte šį procesą, panagrinėkime elektrolizę sūryme laboratorinėmis sąlygomis, stiklinėje. Sūrymas - tai koncentruotas natrio chlorido tirpalas. Į sūrymą įmerkiami grafitiniai elektrodai. Natrio chloridas vandenyje skyla į teigiamus Na+ jonus ir neigiamus Cl- jonus. Nors rašydami jonines lygtis vandens į jonus neskaidome, tačiau leidžiant elektros srovę vanduo labai nedaug skyla į teigiamus vandenilio jonus H+ ir neigiamus hidroksido jonus OH-. Paleidus elektros srovę ant elektrodų pradeda formuotis dujų burbuliukai. Pagal tai kokių medžiagų turime tirpale, matome kad susidaro Cl2(d) ir H2(d) dujos, tačiau ar galite pasakyti prie kurio elektrodo (teigiamo ar neigiamo), kurios dujos susidaro?Dar atidžiau pažiūrėkime - anodas (teigiamas elektrodas) pritraukia neigiamus jonus - Cl- ir OH-.Cl2(d) susidaro prie anodo (teigiamo elektrodo) - Cl- jonai oksiduojasi ir susidaro Cl2(d) molekulės. Ant teigiamojo elektrodo vyksta oksidacija. Oksidacijos metu elektronai atiduodami, jie nukeliauja prie anodo.Chloro dujas galime surinkti į apverstą mėgintuvėlį. Mėgintuvėlyje chloro dujas matysime blyškios žalsvos spalvos ir įdėję mėlyną lakmuso popierėlį pamatysime kaip jis paraudonuoja, o vėliau spalva visai išnyksta.Katodas (teigiamas elektrodas) pritraukia teigiamus jonus - Na+ ir H+. Kaip matysite schemoje vadovėlyje, Na+ jonus per papildomą membraną galima pašalinti iš tirpalo ir tokiu atveju jie nedalyvauja procese.H2(d) susidaro prie katodo (neigiamo elektrodo) - skyla vandens molekulės, ir susidaro hidroksido jonai OH- ir vandenilio molekulės. Ant neigiamo elektrodo vyksta vandens molekulių redukcija.Susidariusias vandenilio dujas vėl galima surinkti apverstu mėgintuvėliu. Šios dujos yra bespalvės. Prikišus prie mėgintuvėlio uždegta skalelę išgirsime negarsų pokštelėjimą, tai yra vandenilio dujų atpažinimo reakcija.Vandenilis ir chloras pasišalino dujų pavidalu, liko Na+ ir OH- jonai, iš kurių susidaro natrio šarmas.Ši reakcija aprašoma reakcijos lygtimi: elektrolizė2NaCl(aq) + 2H2O(s) ----------------> Cl2(d) + 2NaOH(aq) + H2(d)Visi susidarę produktai toliau naudojami kaip žaliava:chloras turi antibakterinių savybių, todėl labai plačiai naudojamas, valymo priemonėse. Vandens valymui tiek baseine, tiek geriamojo vandens, kuris teka iš čiaupo. Taip pat chloras yra baliklis, todėl įvairiuose namų balikliuose jo yra. Be to chloras naudojamas elektros laidų gamyboje, statybinių medžiagų gamybai, kaip šaldančios dujos šaldytuvuose, kaip pesticidas, kaip antiseptikas. Chloras yra viena pagrindinių žaliavų plastiko (PVC) gamybai;vandenilis kartu su chloru toliau naudojamas druskos rūgšties gamybai, kuri irgi plačiai naudojama metalurgijoje, tolesnių chloridų druskų gamybai;natrio hidroksidas kaip stiprus bazinis valiklis dedamas į orkaičių valymo priemones, vamzdžių valymo priemones, taip pat naudojamas muilo gamybai, kepimo miltelių gamybai, popieriaus gamybos procese;vandenilis naudojamas riebalų, tokių kaip margarinas gamybos procese, tai pat degalų gamybai. 1. Ką vadiname elektrolitais? Ant elektrodų vykstantį procesą. Medžiagas, kurių vandeniniai tirpalai arba lydalai praleidžia elektros srovę. Katodą ir anodą. Medžiagas, kurių vandeniniai tirpalai arba lydalai nepraleidžia elektros srovę. 2. Sujunkite žodžius, kurie apibūdina atitinkamais skaičiais pavaizduotus dalykus. 1 Elektrolizė 2 Anodas 3 Anijonas 4 Katodas 5 Katijonas 6 Elektrolitas Oksidacijos ir redukcijos reakcijos Redukcija- procesas, kurio metu prisijungiami elektronai, elemento oksidacijos laipsnis sumažėja.Oksidacija - procesas, kurio metu atiduodami elektronai, elemento oksidacijos laipsnis padidėja.Oksidatorius- dalelė, kuri prisijungia elektronus.Reduktorius- dalelė, kuri atiduoda elektronus.O ksidatoriusP risijungiaE lektronusR eduktoriusA tiduoda elektrolizė2NaCl(aq) + 2H2O(s) ----------------> Cl2(d) + 2NaOH(aq) + H2(d)2Cl⁻ − 2*1e −−>Cl₂⁰ oksidacija, Cl- - reduktorius2H2O +2e --> 2OH- + H2 redukcija , H2 - oksidatorius 3. Suskirstykite oksidacijos - redukcijos reakcijas Oksidacijos reakcijos 2Cl⁻ − 2*1e −−>Cl₂⁰ Ca⁰ − 2e −−>Ca²⁺ Cu⁰ − 2e −−>Cu²⁺ Fe²⁺ − 1e −−> Fe³⁺ Redukcijos reakcijos Fe³⁺ + 1e −−> Fe²⁺ Cu²⁺ + 2e −−>Cu⁰ S⁶⁺ + 2e −−>S⁴⁺ O₂⁰ + 2 * 2e −−> 2O²⁻ 4. Parašykite oksidacijos - redukcijos lygtis:1) Zn(k) + S(k) --> ZnS (k)2)2Al(k) + 6HCl (aq)--> 2AlCl3(aq) + 3H2(d) 5. Apskaičiuokite, kiek kilogramų natrio chlorido reikės 17 kg chloro pagaminti? elektrolizė2NaCl(aq) + 2H2O(s) ----------------> Cl2(d) + 2NaOH(aq) + H2(d) Skaičiuojama pagal reakcijos lygtį ir pasinaudojant formule n=m 6. Apskaičiuokite kristalizacinio vandens masės dalį geležies (II) sulfate septahidrate (žaliąjame akmenėlyje). Graikiški priešdėliai vadovėlio gale.w(H2O) = iMr(H2O) / Mr(kristalohidrato) * 100%i - vandens molekulių skaičius kristalohidrateMr(H2O) - vandens santykinė atominė masėMr(kristalohidrato) - viso kristalohidrato santykinė atominė masė