خود را بیازمایید شیمی دوازدهم
شکل زیر مراحل تهیه فلز منیزیم را از آب دریا نشان می‌دهد. جاهای خالی را پر کرده و درباره این روش در کلاس گفت‌وگو کنید.
[تصویر فرایند تولید منیزیم از آب دریا با هفت جای خالی]
پاسخ تشریحی و گام به گام خود را بیازمایید شیمی دوازدهم صفحه 55
این فرایند، روش صنعتی تولید فلز منیزیم ($ ext{Mg}$) از آب دریا است. از آنجایی که منیزیم فلزی بسیار فعال است، نمی‌توان آن را با روش‌های ساده شیمیایی یا برقکافت محلول آبی آن ($ ext{Mg}^{2+}$ در آب کاهش نمی‌یابد) تهیه کرد و باید از **برقکافت نمک مذاب** استفاده شود.
---
## تکمیل جاهای خالی فرایند تهیه منیزیم
| محل فرآیند | نماد و فرمول شیمیایی |
| :---: | :---: |
| ته نشین شدن ($ ext{OH}^-$ اضافه شده به آب دریا) | $\mathbf{\text{Mg}(\text{OH})_2(\text{s})}$ |
| ورودی صافی | $\mathbf{\text{Mg}(\text{OH})_2(\text{s})}$ |
| خروجی واکنش با $\text{HCl}$ | $\mathbf{\text{MgCl}_2(\text{aq})}$ |
| خروجی خشک کردن (Input to Melting) | $\mathbf{\text{MgCl}_2(\text{s})}$ |
| ورودی سلول برقکافت (1) | $\mathbf{\text{MgCl}_2(\text{l})}$ |
| خروجی گازی برقکافت | $\mathbf{\text{Cl}_2}(\text{g})$ |
| خروجی فلزی برقکافت | $\mathbf{\text{Mg}(\text{l})}$ |
---
## گفت‌وگو و توضیح شیمی دوازدهم صفحه 55
**1. مراحل مقدماتی (استخراج از آب دریا):**
* **ته‌نشینی:** ابتدا یون‌های $ ext{Mg}^{2+}$ موجود در آب دریا با یون‌های $ ext{OH}^-$ واکنش داده و به صورت **منیزیم هیدروکسید ($athbf{\text{Mg}(\text{OH})_2}$)** ته‌نشین می‌شوند. این یک واکنش **رسوبی** است.
* **انحلال:** رسوب جامد $ ext{Mg}( ext{OH})_2$ جدا شده و با اسید قوی هیدروکلریک اسید ($ ext{HCl}$) خنثی می‌شود و **منیزیم کلرید ($athbf{\text{MgCl}_2}$)** محلول در آب به‌دست می‌آید:
$$\text{Mg}(\text{OH})_2(\text{s}) + 2\text{HCl}(\text{aq}) \longrightarrow \text{MgCl}_2(\text{aq}) + 2\text{H}_2\text{O}(\text{l})$$
**2. برقکافت (تهیه فلز):**
* **نیاز به حالت مذاب:** یون‌های $ ext{Mg}^{2+}$ به دلیل اینکه **پتانسیل کاهشی بسیار پایینی** دارند ($E^\circ = -2.37\text{ V}$)، در محلول آبی توسط آب کاهیده نمی‌شوند. برای استخراج خود فلز، باید از **برقکافت نمک مذاب ($athbf{\text{MgCl}_2(\text{l})}$)** استفاده شود تا رقابتی با مولکول‌های آب وجود نداشته باشد.
* **واکنش‌ها در سلول برقکافت:**
* **کاتد (کاهش):** یون $ ext{Mg}^{2+}$ کاهش یافته و فلز مذاب ($ ext{Mg}$) تولید می‌شود.
$$\text{Mg}^{2+}(\text{l}) + 2\text{e}^- \longrightarrow \text{Mg}(\text{l})$$
* **آند (اکسایش):** یون $ ext{Cl}^-$ اکسید شده و گاز کلر ($ ext{Cl}_2$) تولید می‌شود.
$$2\text{Cl}^-(\text{l}) \longrightarrow \text{Cl}_2(\text{g}) + 2\text{e}^-$$
**نتیجه‌گیری:** این روش نشان می‌دهد که برای تهیه فلزات فعال مانند منیزیم، نیاز به صرف **انرژی زیاد** (برای خشک کردن و ذوب کردن نمک) و استفاده از روش **برقکافت نمک مذاب** است تا بتوان فلز خالص را استخراج کرد.
