Γιατί η συγκέντρωση του θειικού διαλύματος δεν αλλάζει κατά τη διάρκεια της ηλεκτρόλυσης;
ηλεκτρόλυση διαλύματος θειικού κασσίτερου
Το θειικό κασσίτερο (SNSO₄) είναι ένα αλάτι που διαχωρίζεται σε διάλυμα σε ιόντα κασσίτερου (SN2⁺) και θειικά ιόντα (SO₄2⁻). Όταν ένα ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται μέσω αυτής της λύσης, συμβαίνουν οι ακόλουθες αντιδράσεις:
* Στην κάθοδο (αρνητικό ηλεκτρόδιο): Τα ιόντα κασσίτερου (SN²) κερδίζουν ηλεκτρόνια και μειώνονται σε μεταλλικό κασσίτερο (SN):
SN²⁺ + 2E⁻ → SN
* Στην άνοδο (θετικό ηλεκτρόδιο): Τα μόρια νερού οξειδώνονται σε αέριο οξυγόνου και ιόντα υδρογόνου:
2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4E⁻
Αλλαγές συγκέντρωσης
* ιόντα κασσίτερου (SN²⁺): Η συγκέντρωση των ιόντων κασσίτερου μειώνεται καθώς μειώνεται σε μεταλλικό κασσίτερο στην κάθοδο. Αυτό οδηγεί σε μείωση στη συγκέντρωση θειικού κασσίτερου στο διάλυμα.
* Θειικά ιόντα (SO₄2⁻): Η συγκέντρωση των θειικών ιόντων παραμένει αμετάβλητη επειδή δεν εμπλέκονται στις αντιδράσεις των ηλεκτροδίων.
* Ιόντα υδρογόνου (H⁺): Η συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου αυξάνεται στην άνοδο λόγω της οξείδωσης του νερού. Αυτό μπορεί να επηρεάσει ελαφρώς το ρΗ του διαλύματος, καθιστώντας το πιο όξινο.
Γιατί μπορεί να φαίνεται ότι η συγκέντρωση δεν αλλάζει
* Περιορισμένη ηλεκτρόλυση: Εάν η ηλεκτρόλυση πραγματοποιηθεί για σύντομη διάρκεια, οι αλλαγές στη συγκέντρωση μπορεί να είναι πολύ μικρές για να είναι αισθητές.
* Πέρα από θειικό κασσίτερο: Εάν το διάλυμα περιέχει μια μεγάλη περίσσεια θειικού κασσίτερου, η μείωση μιας μικρής ποσότητας ιόντων κασσίτερου μπορεί να μην αλλάξει σημαντικά τη συνολική συγκέντρωση.
* Αναστρέψιμες αντιδράσεις: Σε ορισμένες περιπτώσεις, ο κασσίτερος που εναποτίθεται στην κάθοδο μπορεί να αντιδράσει με τα θειικά ιόντα στο διάλυμα, οδηγώντας σε προσωρινή αύξηση της συγκέντρωσης θειικού κασσίτερου. Ωστόσο, αυτή είναι μια πολύπλοκη διαδικασία και εξαρτάται από διάφορους παράγοντες.
Συνοπτικά: Ενώ η συγκέντρωση θειικών ιόντων μπορεί να παραμείνει σχετικά σταθερή, η συγκέντρωση θειικού κασσίτερου μειώνει κατά τη διάρκεια της ηλεκτρόλυσης λόγω της μείωσης των ιόντων κασσίτερου στην κάθοδο.
