Energia Reticular i Processos Electroquímics: Guia Completa

Energia reticular

L'energia reticular és l'energia despresa quan es forma un mol de cristall iònic a partir dels seus ions en estat gasós. És la mesura de l'estabilitat d'una xarxa cristal·lina: com més energia desprèn, més estable és la xarxa.

El model electrostàtic ens permet determinar l'estabilitat d'una xarxa mitjançant la llei de Coulomb. La força elèctrica depèn de la càrrega dels ions i de la distància que els separa; com major sigui la càrrega, menor serà la distància.

Conceptes bàsics d'electroquímica

• Cel·la electrolítica: Conté la solució de ____.
• Electròdes (positiu i negatiu): Lloc on es produeixen les reaccions de reducció i oxidació (transferència d'electrons).
• Pila: Aporta energia (corrent elèctric o electrons) perquè es produeixi la reacció química. Si no, el procés no es produiria (procés no espontani).

Muntatge experimental d'una pila

Per als reactius que tenim, hem de muntar una pila amb els parells redox: Ag⁺/Ag i Ni²⁺/Ni.

• Vasos de precipitats: En un hi posem la solució d'AgNO₃ (1,0 M) i en l'altre la solució de Ni(NO₃)₂ (1,0 M). Hi col·loquem, respectivament, una llàmina d'Ag i una llàmina de Ni parcialment submergides (electròdes).
• Connexió: Es connecten la llàmina d'Ag i la llàmina de Ni mitjançant un fil conductor.
• Circuit: Es tanca col·locant un pont salí (tub que connecta els dos vasos i que conté la solució de KNO₃ 3,0 M).

Nomenclatura dels electròdes i semireaccions

• Càtode (llàmina de plata): Ag⁺ + e⁻ → Ag (s)
• Ànode (llàmina de Ni): Ni (s) → Ni²⁺ + 2e⁻

Electròlisi

Electròlisi de l'aigua

• Ànode (oxidació): 2H₂O (l) → O₂ (g) + 4H⁺ (aq) + 4e⁻
• Càtode (reducció): 2H⁺ (aq) + 2e⁻ → H₂ (g)
• Global: 2H₂O (l) → O₂ (g) + 2H₂ (g)

Electròlisi de la salmorra

• Dissociació: NaCl (aq) → Na⁺ (aq) + Cl⁻ (aq)
• Ànode (oxidació): 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻
• Càtode (reducció): 2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻
• Global: 2NaCl + 2H₂O → Cl₂ + H₂ + 2NaOH