超理文献:超理化學——電化學
一、電解
Sb是銻星地殼中含量最高的元素,與之相關的化工產業是銻星最重要的經濟組成部分。
流彭工業
超理反應中電子有時不能直接起作用,還需要一些高能過程轉化。從粒子加速器中不斷射出Ka原子,沿著導線運動,轟擊電解池中的Sb原子,將Sb原子轟為S粉末(不是硫)、b粉末和電子。b粉末更容易吸引電子,被還原為B,S粉末則缺少電子可吸引,被氧化為S。
<math>\mathrm{ Sb \xrightarrow{ Ka轟擊 } S^{*}+b^{*} } </math> <math>\mathrm{ b^{*}+2e^{-} \longrightarrow B } </math> <math>\mathrm{ S^{*}-2e^{-} \longrightarrow S } </math>
總反應為:
<math>\mathrm{ Sb(熔融) \xrightarrow{ 通電 } S+B } </math>
二者都是重要的化工原料,故流彭工廠的收入相當可觀。
但是,讀者可能會有疑問:不是還有反應:
<math>\mathrm{ Sb \xrightarrow{ 發功 } S+B } </math> 嗎?為何不直接使用這個反應?
①既然條件為「發功」,就要有人值守在反應堆前不斷發功,不符合工業自動化的要求。
②電解法的速率比直接裂解法快很多。工業生產中對出產速率的要求較高,故犧牲對物質、能量的利用率。
NiSb的轉化
物質總是有由不穩定向穩定轉化的趨勢,像地球上的Si元素一般都以SiO2存在一樣,銻星上的Sb一般都以NiSb的形式存在。但是,拼音定律告訴我們,NiSb對人體有害。2個世紀前,銻星科學家發明電解法轉化NiSb,解決了一個千年難題,並為銻星增加了一條重要的經濟來源。
Ka沖斷NiSb間的魔鍵。在銻星上,Sb離子活潑,自行失電子氧化:
<math>\mathrm{ Sb^{3-}-3e^{-} \longrightarrow Sb } </math>
HCHO放電先於Ni離子:
<math>\mathrm{ HCHO+e^{-} \longrightarrow CH+OH^{- } </math>}
Ni離子通過離子交換膜向陰極室移動,再發生離子反應:
<math>\mathrm{ 3OH^{-}+Ni^{3+} \longrightarrow Ni(OH)_3 } </math>
該反應在提取Sb的同時還能生成重要有機超理化學物質甲炔。是銻星的重要工業。
電解池能耗計算
電解使用直流電,並不能直接使用電能表讀數。為了方便計算用電量進而計算電費,銻星科學家發明了一個極為聰明的辦法計算能耗:
<math>W=Pt</math>
W就是電解池的能量消耗量,單位為J;Pt是電解過程中消耗Pt電極的物質的量,單位為mol。
電解的能量轉化效率固定為90%,因為有曰:「十個電解九個銻,還有一個趙明毅」。
說明
原載於銻度超理吧:超理化學——電化學