כימיה - 3 יחידות/חימצון חיזור/אלקטרוליזה

מתוך ויקיספר, אוסף ספרי הלימוד והמדריכים החופשי.

קפיצה אל: ניווט, חיפוש

תוכן עניינים

[עריכה] מושגים

  • חמצון חיזור – תהליכים בהם יש מעבר של אלקטרונים (-e). למשל :CuCl_{2(s)}\rightarrow Cu_{aq}^{-2} + 2Cl^-
  • מחזר – חלקיק שמסר אלקטרון (עובר חמצון).
  • מחמצן – חלקיק שמקבל אלקטרון (עובר חיזור).

[עריכה] אלקטרוליזה – פירוק חומר ע"י חשמל

אלקטרוליזה

אלקטרוליזה (אלקטרו=חשמל; ליזה – אנליזה = פירוק חומר למרכיביו) היא דוגמא לתהליך חמצון חיזור בהם אנו מפרקים קשרים יונים קיימים. בכדי לפרק את הקשר עלינו להפעיל כוח חשמלי (העברת הזרם מתבצע ע"י כבל).

לחוט יש שני צדדים :

  1. אנודה/אלקטרודה – הצד החיובי של החוט אליו מתחבר היון השלילי (אניון). האניון עובר חמצון באנודה.
  2. אלקטרודה/קתודה – הצד השלישי של החוט אליו מתחבר היון החיובי (קטיון). הקטיון עבור חיזור בקתודה.

[עריכה] דוגמא

בכדי לפרק את הקשר F3Cl3 ל - FeCl_{3 (s)}\rightarrow Fe^{+3} + 3Cl^- נכניס אל התערובת חוט.

במילים אחרות :

  • Fe3 + ימשך אל הקתודה.
  • Cl ימשך אל האנודה.


{{{גודל}}}

כדאי לדעת:

יון חיובי מתקבל מנתינת אלקטרון, ואילו יון שלילי מתקבל מקבלת אלקטרון



הפעולה שתתבצע :

ה- Cl מחזיר את האלקטרונים שקיבל מ-Fe חזרה וכך הקשר בין שני היסודות נהרס

[עריכה] רשימת התהליך כימית (הסבר כללי, בהמשך פירוט רחב יותר והסברים)

הפעולה שאנו רוצים שתתבצע

[עריכה] שלב א'

הכנסת החומר למים ורשימת ניסוח :

FeCl_{3(s)}\rightarrow Fe^{3+} + 3Cl^-

[עריכה] שלב ב'

רשימת התהליך שעובר המחזר

FeCl_{3(s)}\rightarrow Fe^{3+} + 3Cl^-
מחזר (אנודה) Cl^-\rightarrow Cl^0 + e^-


[עריכה] שלב ג'

איזון המשוואה; כיוון ש-Fe קיבל 3 אלקטרונים (ראה תמונה) בחזרה, משלוש מולקולות Cl, נרשום:

FeCl_{3(s)}\rightarrow Fe^{3+} + 3Cl^-
מחזר (אנודה) 3Cl- ---> 3Cl0 + 3e-

[עריכה] שלב ד'

רשימת התהליך שעובר המחמצן:

FeCl_{3(s)}\rightarrow Fe^{3+} + 3Cl^-
מחזר (אנודה) Cl^-\rightarrow Cl^0 + e^-
מחמצן Fe^{3+} + 3e\rightarrow Fe^0

[עריכה] שלב ה'

חיבור הנתונים לקבלת הניסוח המלא. שימו לב, שהאלקטרונים מבטלים זה את זה (3 אלקטרונים שלילים, ושלושה חיובים):

FeCl_{3(s)}\rightarrow Fe^{3+} + 3Cl^-
מחזר (אנודה) Cl^-\rightarrow Cl^0 + e^-
מחמצן Fe^{3+} + 3e\rightarrow Fe^0
Fe^{3+} + 3Cl^-\rightarrow Fe^0 + 1.5Cl^0_2


הערה : Cl (מטען אפס) מופיע כדו אטומי בטבע, ולכן, במקום לרשום 3Cl רשמנו Cl2 ואזנו ל- 1.5Cl2.