Πώς θα μπορούσε να συλλεχθεί ένα αέριο δείγματος στο θετικό ηλεκτρόδιο κατά τη χρήση ηλεκτρόλυσης για χαλκό;
Κατανόηση της διαδικασίας
* ηλεκτρόλυση χαλκού: Όταν ηλεκτρολύστε ένα διάλυμα χαλκού (όπως το θειικό χαλκό), συμβαίνει τα ακόλουθα:
* άνοδο (θετικό ηλεκτρόδιο): Τα άτομα χαλκού από την άνοδο χάνουν ηλεκτρόνια (οξείδωση) για να σχηματίσουν ιόντα χαλκού (Cu²⁺) που διαλύονται στο διάλυμα. Η ίδια η άνοδος του χαλκού διαβρώνεται.
* Καθεάνα (αρνητικό ηλεκτρόδιο): Τα ιόντα χαλκού από τα ηλεκτρόνια κερδίζουν διάλυμα (μείωση) και καταθέτουν ως στερεό χαλκό στην κάθοδο.
* Παραγωγή αερίου: Το αέριο που παράγεται στην άνοδο είναι οξυγόνο (o₂) . Αυτό συμβαίνει επειδή τα μόρια του νερού στο διάλυμα οξειδώνονται στην άνοδο, σχηματίζοντας ιόντα αερίου οξυγόνου και υδρογόνου:
* 2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4E⁻
συλλογή του αερίου οξυγόνου
1. Hoffmann Voltameter: Μια εξειδικευμένη συσκευή που ονομάζεται Hoffmann Voltameter έχει σχεδιαστεί για να συλλέγει αέρια που παράγονται κατά τη διάρκεια της ηλεκτρόλυσης.
* Έχει δύο κατακόρυφους σωλήνες που συνδέονται με κεντρικό θάλαμο. Τα ηλεκτρόδια τοποθετούνται στους σωλήνες.
* Οι σωλήνες γεμίζουν με τον ηλεκτρολύτη (διάλυμα θειικού χαλκού σε αυτή την περίπτωση).
* Το αέριο οξυγόνου που απελευθερώνεται στην άνοδο θα αυξηθεί και θα συλλέξει στο ανώτερο τμήμα του σωλήνα ανόδου.
2. Απλή ρύθμιση: Εάν δεν έχετε Hoffmann Voltameter, μπορείτε να δημιουργήσετε μια απλή ρύθμιση:
* Κύτταρο ηλεκτρόλυσης: Χρησιμοποιήστε ένα ποτήρι ή ένα δοχείο με το διάλυμα θειικού χαλκού.
* ηλεκτρόδια: Χρησιμοποιήστε ηλεκτρόδια χαλκού ή αδρανές ηλεκτρόδιο (όπως πλατίνα ή άνθρακα) για την άνοδο.
* Συλλογή αερίου:
* ανεστραμμένος δοκιμαστικός σωλήνας: Τοποθετήστε έναν ανεστραμμένο δοκιμαστικό σωλήνα, γεμάτο με νερό, πάνω από την άνοδο. Καθώς παράγεται αέριο οξυγόνου, θα μετατοπίσει το νερό στο σωλήνα.
* Burette Gas: Μια πιο ακριβής μέθοδος περιλαμβάνει τη χρήση μιας προθεσμίας αερίου για τη συλλογή και τη μέτρηση του όγκου του αερίου οξυγόνου που παράγεται.
Προφυλάξεις ασφαλείας:
* ηλεκτρολυτικά διαλύματα: Χρησιμοποιείτε πάντα τα κατάλληλα εργαλεία ασφαλείας (γάντια, προστασία των ματιών) όταν χειρίζεστε ηλεκτρολυτικά διαλύματα.
* Ηλεκτρική ενέργεια: Να είστε εξαιρετικά προσεκτικοί με ηλεκτρικές συνδέσεις. Βεβαιωθείτε ότι η τάση είναι κατάλληλη για τη ρύθμισή σας και ότι όλες οι συνδέσεις είναι ασφαλείς.
* Συλλογή αερίου: Να είστε προσεκτικοί ότι το οξυγόνο είναι εύφλεκτο και μπορεί να υποστηρίξει την καύση. Αποφύγετε να χρησιμοποιείτε τυχόν ανοιχτές φλόγες κοντά στη συσκευή συλλογής.
Σημαντικές σημειώσεις:
* Ο ρυθμός παραγωγής οξυγόνου θα εξαρτηθεί από παράγοντες όπως το ρεύμα, τη συγκέντρωση του διαλύματος θειικού χαλκού και το μέγεθος των ηλεκτροδίων.
* Μπορείτε να παρατηρήσετε κάποιες φυσαλίδες αερίου υδρογόνου στην κάθοδο, ειδικά εάν το διάλυμα θειικού χαλκού είναι αραιωμένο. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα μόρια του νερού μειώνονται επίσης στην κάθοδο.
* Το συλλεγόμενο αέριο μπορεί να δοκιμαστεί για οξυγόνο χρησιμοποιώντας ένα λαμπερό νάρθηκα (θα ξαναγυρίζει).
Επιτρέψτε μου να ξέρω αν έχετε άλλες ερωτήσεις!
