Πώς θα μπορούσε να συλλεχθεί ένα δείγμα αερίου στο θετικό ηλεκτρόδιο;

Ρωτάτε για ηλεκτρόλυση , η διαδικασία χρήσης ηλεκτρικής ενέργειας για την οδήγηση μιας μη-άποψης χημικής αντίδρασης. Δείτε πώς μπορεί να συλλεχθεί ένα αέριο στο θετικό ηλεκτρόδιο (άνοδο):

1. Η ρύθμιση:

* ηλεκτρολύτης: Χρειάζεστε μια λύση που περιέχει ιόντα που μπορούν να οξειδωθούν (χάνουν ηλεκτρόνια) στην άνοδο. Τα συνηθισμένα παραδείγματα είναι το νερό (H₂O), τα αραιωμένα οξέα (όπως το θειικό οξύ, το h₂so₄) ή διαλύματα που περιέχουν μεταλλικά ιόντα (όπως θειικό χαλκό, κουσό).

* ηλεκτρόδια: Το θετικό ηλεκτρόδιο (ανόδου) είναι όπου συμβαίνει η οξείδωση και το αρνητικό ηλεκτρόδιο (κάθοδος) είναι όπου συμβαίνει μείωση. Τα ηλεκτρόδια μπορούν να κατασκευαστούν από διάφορα υλικά όπως πλατίνα, άνθρακα ή ανοξείδωτο χάλυβα.

* δοχείο: Απαιτείται δοχείο για τη συγκράτηση του ηλεκτρολύτη και των ηλεκτροδίων. Θα πρέπει να είναι χημικά αδρανή και να έχει έναν τρόπο να συλλέξει το αέριο που παράγεται στην άνοδο.

2. Η διαδικασία:

* Εφαρμογή τάσης: Μια πηγή τροφοδοσίας άμεσης ρεύματος (DC) συνδέεται με τα ηλεκτρόδια, δημιουργώντας μια διαφορά δυναμικού που οδηγεί τις χημικές αντιδράσεις.

* Οξείδωση στην άνοδο: Στο θετικό ηλεκτρόδιο (ανόδου), τα ανιόντα (αρνητικά φορτισμένα ιόντα) στον ηλεκτρολύτη χάνουν ηλεκτρόνια και οξειδώνονται.

* Παράδειγμα 1:ηλεκτρόλυση νερού:

* Άνοψη: 2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4E⁻ (παράγεται αέριο οξυγόνου)

* Παράδειγμα 2:ηλεκτρόλυση θειικού χαλκού:

* Άνοψη: Cu2⁺ → Cu²⁺ + 2e⁻ (τα ιόντα χαλκού οξειδώνονται)

* Συλλογή αερίου: Το αέριο που παράγεται στην άνοδο, όπως το οξυγόνο στο παράδειγμα ηλεκτρόλυσης νερού, μπορεί να συλλεχθεί από:

* Ανοδική μετατόπιση: Το αέριο συλλέγεται σε σωλήνα ή δοχείο γεμάτο με νερό. Το φυσικό αέριο φουσκώνει και μετατοπίζει το νερό.

* Μετατόπιση προς τα κάτω: Το αέριο συλλέγεται σε σωλήνα ή δοχείο γεμάτο με πυκνότερο αέριο (όπως ο αέρας) και το αέριο συλλέγεται από το κάτω μέρος.

Σημαντικές σημειώσεις:

* ηλεκτρόλυση νερού: Στην κάθοδο (αρνητικό ηλεκτρόδιο), τα μόρια του νερού μειώνονται για να παράγουν αέριο υδρογόνου (2H⁺ + 2E⁻ → H₂).

* Καθαρότητα αερίου: Η καθαρότητα του συλλεγμένου αερίου εξαρτάται από τον χρησιμοποιούμενο ηλεκτρολύτη και τυχόν πλευρικές αντιδράσεις που μπορεί να εμφανιστούν.

* Προφυλάξεις ασφαλείας: Η ηλεκτρόλυση μπορεί να παράγει εύφλεκτα ή τοξικά αέρια. Οι κατάλληλες διαδικασίες εξαερισμού και χειρισμού είναι απαραίτητες.

Επιτρέψτε μου να ξέρω αν θέλετε μια πιο λεπτομερή εξήγηση για ένα συγκεκριμένο παράδειγμα συλλογής αερίου στην άνοδο.