Τι θα συμβεί όταν η ηλεκτρόλυση του διαλύματος χλωριούχου αραιού νατρίου χρησιμοποιώντας ηλεκτρόδιο χαλκού και ψευδαργύρου;
Κατανόηση της εγκατάστασης
* Αραιώστε διάλυμα χλωριούχου νατρίου (NaCl): Αυτό παρέχει τα ιόντα που απαιτούνται για τη διαδικασία ηλεκτρόλυσης.
* ηλεκτρόδιο χαλκού: Αυτό λειτουργεί ως άνοδος (θετικό ηλεκτρόδιο).
* ηλεκτρόδιο ψευδαργύρου: Αυτό λειτουργεί ως κάθοδος (αρνητικό ηλεκτρόδιο).
αντιδράσεις στα ηλεκτρόδια
* άνοδο (ηλεκτρόδιο χαλκού):
* Πρωτογενής αντίδραση: Στην ιδανική περίπτωση, θα περίμενε κανείς ότι τα ιόντα χλωριούχου (Cl-) θα οξειδωθούν στην άνοδο, παράγοντας αέριο χλωρίου (CL2). Ωστόσο, ο χαλκός είναι πιο εύκολα οξειδωμένος από τα ιόντα χλωριούχου σε αυτό το σενάριο.
* Πραγματική αντίδραση: Το ίδιο το ηλεκτρόδιο χαλκού παίρνει οξειδωμένο:
* Cu (s) → cu²⁺ (aq) + 2e⁻
* Κατόνη (ηλεκτρόδιο ψευδαργύρου):
* Πρωτογενής αντίδραση: Τα ιόντα υδρογόνου (Η+) από το νερό μειώνονται στην κάθοδο, σχηματίζοντας αέριο υδρογόνου (Η2).
* Πραγματική αντίδραση: Τα ιόντα υδρογόνου μειώνονται πράγματι:
* 2H⁺ (aq) + 2e⁻ → h₂ (g)
συνολική αντίδραση
Η συνολική αντίδραση κατά τη διάρκεια της ηλεκτρόλυσης μπορεί να αναπαρασταθεί ως:
Cu (s) + 2H⁺ (aq) → Cu2⁺ (aq) + h₂ (g)
Παρατηρήσεις
* Εξέλιξη αερίου: Θα δείτε φυσαλίδες σχηματισμού αερίου υδρογόνου στο ηλεκτρόδιο ψευδαργύρου (κάθοδος).
* Μπλε χρώμα: Το διάλυμα γύρω από το ηλεκτρόδιο χαλκού (άνοδος) θα γίνει μπλε λόγω του σχηματισμού ιόντων χαλκού (II) (Cu2⁺).
* Χωρίς αέριο χλωρίου: Δεδομένου ότι ο χαλκός οξειδώνεται αντί για ιόντα χλωριούχου, δεν θα παρατηρείτε το αέριο χλωρίου που παράγεται.
Σημαντικές σημειώσεις
* Συγκέντρωση: Η συγκέντρωση του διαλύματος χλωριούχου νατρίου επηρεάζει το αποτέλεσμα. Εάν το διάλυμα είναι πολύ αραιό, η αντίδραση μπορεί να είναι αργή.
* ηλεκτρολύτης: Η παρουσία ενός ηλεκτρολύτη (στην περίπτωση αυτή, NaCl) είναι απαραίτητη για τη ροή του ρεύματος και την εμφάνιση της διαδικασίας ηλεκτρόλυσης.
Συνοπτικά
Η ηλεκτρόλυση του αραιωμένου διαλύματος χλωριούχου νατρίου χρησιμοποιώντας ηλεκτρόδια χαλκού και ψευδαργύρου έχει ως αποτέλεσμα την οξείδωση του χαλκού στην άνοδο και τη μείωση των ιόντων υδρογόνου στην κάθοδο. Αυτή η διαδικασία παράγει αέριο υδρογόνου και ένα μπλε διάλυμα λόγω του σχηματισμού ιόντων χαλκού (II).
