Γιατί το χρώμα του διαλύματος θειικού χαλκού αλλάζει κατά τη διάρκεια της ηλεκτρόλυσης;

Η αλλαγή χρώματος ενός διαλύματος θειικού χαλκού κατά τη διάρκεια της ηλεκτρόλυσης οφείλεται στις χημικές αντιδράσεις που εμφανίζονται στα ηλεκτρόδια. Εδώ είναι μια κατανομή:

σημείο εκκίνησης:

* Το διάλυμα θειικού χαλκού (CUSO₄) είναι μπλε λόγω της παρουσίας ενυδατωμένων ιόντων χαλκού (II) (Cu2⁺ (aq)).

ηλεκτρόλυση:

* Στην κάθοδο (αρνητικό ηλεκτρόδιο): Τα ιόντα χαλκού (II) (Cu²) μειώνονται σε μεταλλικό χαλκό (Cu):

Cu²⁺ (aq) + 2e⁻ → cu (s)

* Στην άνοδο (θετικό ηλεκτρόδιο): Τα μόρια του νερού οξειδώνονται σε αέριο οξυγόνου (ΟΟ) και ιόντα υδρογόνου (Η):

2H₂O (l) → O₂ (g) + 4H⁺ (aq) + 4e⁻

Αλλαγή χρώματος:

* μπλε έως άχρωμο: Καθώς τα ιόντα χαλκού μειώνονται στην κάθοδο και εναποτίθενται ως χαλκό μέταλλο, η συγκέντρωση των ιόντων Cu² ⁺ στο διάλυμα μειώνεται. Αυτό οδηγεί σε μείωση της έντασης του μπλε χρώματος.

* Πιθανή περαιτέρω αλλαγή: Εάν συνεχιστεί η ηλεκτρόλυση, το διάλυμα μπορεί τελικά να γίνει σχεδόν άχρωμο, καθώς τα περισσότερα από τα ιόντα χαλκού αφαιρούνται. Ωστόσο, το διάλυμα θα εξακολουθεί να είναι όξινο λόγω του σχηματισμού ιόντων Η στην άνοδο.

Συνολική αντίδραση:

Η συνολική αντίδραση κατά τη διάρκεια της ηλεκτρόλυσης του διαλύματος θειικού χαλκού μπορεί να συνοψιστεί ως:

2cuso₄ (aq) + 2h₂o (l) → 2cu (s) + o₂ (g) + 2h₂so₄ (aq)

Σημαντική σημείωση: Η αλλαγή χρώματος κατά τη διάρκεια της ηλεκτρόλυσης είναι ένας οπτικός δείκτης των χημικών μεταβολών που εμφανίζονται στο διάλυμα. Είναι αποτέλεσμα της μείωσης των ιόντων χαλκού και της εξάντλησης της συγκέντρωσής τους στο διάλυμα.