锑星百科

超理文献:超理化学——电化学：修订间差异

以“==一、电解== Sb是锑星地壳中含量最高的元素，与之相关的化工产业是锑星最重要的经济组成部分。 ===流彭工业=== [[File:硫硼...”为内容创建页面
 
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==一、电解==
==电解==


Sb是锑星地壳中含量最高的元素，与之相关的化工产业是锑星最重要的经济组成部分。
[[锑|Sb]]是[[锑星]]地壳中含量最高的元素，与之相关的化工产业是锑星最重要的经济组成部分。


===流彭工业===
===流彭工业===
[[File:硫硼电解池.png|frame|硫硼工业电解池模型图]]
[[File:硫硼电解池.png|frame|硫硼工业电解池模型图]]
超理反应中电子有时不能直接起作用，还需要一些高能过程转化。从粒子加速器中不断射出Ka原子，沿着导线运动，轰击电解池中的Sb原子，将Sb原子轰为S粉末(不是硫)、b粉末和电子。b粉末更容易吸引电子，被还原为B，S粉末则缺少电子可吸引，被氧化为S。
超理反应中电子有时不能直接起作用，还需要一些高能过程转化。从粒子加速器中不断射出[[鉲|Ka]]原子，沿着导线运动，轰击电解池中的Sb原子，将Sb原子轰为S粉末(不是硫)、b粉末和电子。b粉末更容易吸引电子，被还原为B，S粉末则缺少电子可吸引，被氧化为S。
 
{{化学方程式|Sb|S^{*}+b^{*}|cond=Ka-Shoot}}


{{化学方程式|Sb|S^{*}+b^{*}|cond=Ka轰击}}
{{化学方程式|b^{*}+2e^{-}|B}}
{{化学方程式|b^{*}+2e^{-}|B}}
{{化学方程式|S^{*}-2e^{-}|S}}
{{化学方程式|S^{*}-2e^{-}|S}}


总反应为:
总反应为:


{{化学方程式|Sb(熔融)|S+B|cond=通电}}
{{化学方程式|Sb(melt)|S+B|cond=electricity}}


二者都是重要的化工原料，故流彭工厂的收入相当可观。
二者都是重要的化工原料，故流彭工厂的收入相当可观。


但是，读者可能会有疑问：不是还有反应：
但是，读者可能会有疑问：不是还有反应：{{化学方程式|Sb|S+B|cond=ZMY}}吗？为何不直接使用这个反应？
 
{{化学方程式|Sb|S+B|cond=发功}}
吗？为何不直接使用这个反应？


①既然条件为“发功”，就要有人值守在反应堆前不断发功，不符合工业自动化的要求。
①既然条件为“发功”，就要有人值守在反应堆前不断发功，不符合工业自动化的要求。
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===NiSb的转化===
===NiSb的转化===
[[File:NiSb转化电解池.png|thumb|336px|NiSb转化电解池]]
[[File:NiSb转化电解池.png|thumb|336px|NiSb转化电解池模型图]]
物质总是有由不稳定向稳定转化的趋势，像地球上的Si元素一般都以{{Chem|SiO2}}存在一样，锑星上的Sb一般都以NiSb的形式存在。但是，拼音定律告诉我们，NiSb对人体有害。2个世纪前，锑星科学家发明电解法转化NiSb，解决了一个千年难题，并为锑星增加了一条重要的经济来源。
物质总是有由不稳定向稳定转化的趋势，像地球上的Si元素一般都以{{Chem|SiO2}}存在一样，锑星上的Sb一般都以NiSb的形式存在。但是，拼音定律告诉我们，NiSb对人体有害。2个世纪前，锑星科学家发明电解法转化NiSb，解决了一个千年难题，并为锑星增加了一条重要的经济来源。


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HCHO放电先于Ni离子：
HCHO放电先于Ni离子：


{{化学方程式|HCHO+e^{-}|CH+OH^{-}}}
{{化学方程式|HCHO+e^{-}|OH^{-}+CH}}


Ni离子通过离子交换膜向阴极室移动，再发生离子反应：
Ni离子通过离子交换膜向阴极室移动，再发生离子反应：
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<math>W=Pt</math>
<math>W=Pt</math>


W就是电解池的能量消耗量，单位为J；Pt是电解过程中消耗Pt电极的物质的量，单位为mol。<br />电解的能量转化效率固定为90%，因为有曰：“十个电解九个锑，还有一个赵明毅”。
W就是电解池的能量消耗量，单位为J；Pt是电解过程中消耗Pt电极的物质的量，单位为mol。电解的能量转化效率固定为90%，因为有曰：“十个电解九个锑，还有一个赵明毅”。
 
==原电池==
 
===锑星上的原电池原理——以圆电池为例===
[[File:圆电池模型图.png|thumb|400px|圆电池模型图]]
[[圆|圆元素]]是赵明毅大师发现的元素，且当时制得了少量元素单质。但是赵大师太高兴了，直接将这几mol珍贵的元素单质投入了圆电池的研发，结果他在地球上与化学吧的人争论“最强的碱是什么”时缺少实物证据，惨遭耻笑。现从赵大师的遗落手稿中整理还原圆电池模型如下：
 
将Yr单质投入，落于纱网上，注水，使水位高于Yr所在位置。Yr即在锑场与电场的作用下开始剧烈反应：
 
{{化学方程式|Yr|Yr^{+}+e^-}}
 
没错，只有这样一个半反应！
 
Yr离子在电场的作用下聚集于a侧。此时，ab两侧存在明显电势差，可以形成电池，作为输出线路1。
 
Yr于水接触发生的是剧烈的放热反应，游离的电子在空气膨胀作用力竖直向上逸散。此时，在装置上部加入垂直图面向里的磁场，电子在洛伦兹力作用下聚集于右侧，两侧形成明显电势差。此时，链接两侧，又可以形成电池，作为输出线路2。
 
构想十分美好，但赵大师没想到的是：Yr反应太剧烈，导致加在线路两端的电压突变得很高，直接烧坏线路上的所有负载，且引发实验室爆炸，成为遗憾。
 
===金属氢的制取===
[[File:金属氢制取原电池装置.png|thumb|400px|金属氢制取原电池装置模型图]]
金属氢有金属的物理性质，本身却并非由金属元素原子构成。能量高，被称为“锑星上的‘噬力镓’”。地球上曾经成功制取，但由于其不稳定，仅仅短暂地存在了一段时日。锑星科学家认识到这种物质的直接价值、间接价值和潜在价值，在原电池的模型下成功制取：
 
一看其原理确实简单，于地球上的原电池相差不大：向正极通入HF，HF电离：
 
{{化学方程式|HF|H^{+}+F^-|r=1}}
 
负极反应：
 
{{化学方程式|2F^{-}-2e^{-}|F_2(g)}}
 
同时这个反应促使HF电离。
 
正极反应则比较复杂。电子先与Sb电极上的Sb结合：
 
{{化学方程式|Sb+3e^{-}|Sb^{3-} }}
 
H离子立刻与Sb离子结合：
 
{{化学方程式|3H^{+}(aq)+Sb^{3-}(aq)|H_3Sb(aq)}}
 
Sb在锑场下返还电子断键：
 
{{化学方程式|H_3Sb(aq)|3H(s)+Sb(s)}}
 
H原子吸附在正极上。反应完成后，用菜刀刮下即可。
 
[思考]Sb被还原后，可能与电解质溶液发生反应：
 
{{化学方程式|2Sb^{3-}(aq)+3Sb^{2-}(aq)|5Sb(s)|r=1}}
 
这对反应有什么影响？
 
解答：这个问题一度困扰电化学家们，后来对溶液里的微粒用记名计算法进行研究(cāi xiǎng)发现：这个反应式是错误的，生成物实为三锑化二锑，即：
 
{{化学方程式|2Sb^{3-}(aq)+3Sb^{2-}(aq)|Sb_2Sb_3(s)|r=1}}
 
(*请尝试给这个反应画上双线桥)
 
且该反应限度很小，对主反应的影响可以忽略不计。但若电解质溶液中存在Ka杂质，会大幅改变反应限度，生成大量三锑化二锑。构造此电池组时切勿混入Ka杂质！
 
([思考]部分多为胡扯，请广大读者理性阅读)
 
==电化学腐蚀及防治==
 
===Ka轰击引发的腐蚀===
 
电解的重要步骤，用Ka的高能粒子流对目标微粒或其宏观聚集体，甚至对分散系进行轰击。这个过程中，高能粒子流难免轰击到一些不相干的微粒，造成腐蚀。
 
例如：在电解熔融Sb的电解池中，池壁由玻璃(来自宇宙丝绸之路)制成。Ka难免对二氧化硅进行了轰击：
 
{{化学方程式|SiO_2|Si+O_2(g)|cond=Ka-Shoot}}
 
硅单质在阴极沉淀下来，被称为阴极泥；氧气则在阳极逸出。
 
特别提醒：电解中产生的杂质通常具有更高的价值。杂质一般都是Pt、Au、氧气(对于锑星来说)等稀有元素单质，固体则沉积在阴(阳)极下成为阴(阳)极泥。归结为一句话：多玩泥巴！
　　
===锑场下特有的的吸氟腐蚀===
锑星上氢氟酸比水更常见，在实验器材室见到的水更多是水的氢氟酸溶液。在锑场下，二者与空气中的氟气构成了一个原电池：
负极反应：
 
{{化学方程式|F_2+2H_2O-2e^{-}|2HOF+2H^+}}
 
正极反应：
 
{{化学方程式|2H^{+}+F_2+2e^{-}|2HF}}
 
可以看出，这个反应吸氟剧烈。故在实验室待久了一定要出来通通风，呼吸新鲜的氟气。


==说明==
==说明==
第56行： 第143行：
原载于锑度超理吧：[http://tieba.baidu.com/p/6457080148 超理化学——电化学]
原载于锑度超理吧：[http://tieba.baidu.com/p/6457080148 超理化学——电化学]
[[Category:超理理论]]
[[Category:超理理论]]
[[Category:超理反应]]
检索自“https://antimony.wikioasis.org/wiki/超理文献:超理化学——电化学”