Γιατί το μέταλλο του καλίου δεν συλλέγεται στην κάθοδο όταν το υδατικό διάλυμα υδροχλωρικής είναι ηλεκτρολυμένο;

Έχετε απολύτως δίκιο να κάνετε αυτήν την ερώτηση! Είναι μια κοινή εσφαλμένη αντίληψη ότι το μέταλλο του καλίου θα πρέπει να σχηματίζεται στην κάθοδο κατά τη διάρκεια της ηλεκτρόλυσης ενός υδατικού διαλύματος υδροχλωρικού οξέος (HCl). Εδώ γιατί αυτό δεν συμβαίνει:

1. Ανταγωνισμός στην κάθοδο:

* Το νερό μειώνεται ευκολότερα από τα ιόντα καλίου: Ενώ τα ιόντα καλίου (Κ+) υπάρχουν στο διάλυμα, υπάρχουν επίσης μόρια νερού και έχουν μεγαλύτερη τάση να κερδίζουν ηλεκτρόνια και να μειώνονται στην κάθοδο.

* Μείωση του νερού: Στην κάθοδο, τα μόρια νερού αποκτούν ηλεκτρόνια και μειώνονται σε ιόντα αερίου υδρογόνου και υδροξειδίου:

`` `

2H2O (L) + 2Ε- → H2 (g) + 2ΟΗ- (aq)

`` `

* Σχηματισμός αερίου υδρογόνου: Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο παρατηρείτε φυσαλίδες σχηματισμού αερίου υδρογόνου στην κάθοδο κατά τη διάρκεια της ηλεκτρόλυσης ενός υδατικού διαλύματος HCl.

2. Γιατί το μέταλλο καλίου δεν σχηματίζεται:

* υψηλή αντιδραστικότητα του καλίου: Το μέταλλο του καλίου είναι εξαιρετικά αντιδραστικό και θα αντιδράσει αμέσως με το νερό που υπάρχει στο διάλυμα. Αυτή η αντίδραση θα δημιουργούσε υδρογόνο αέριο και υδροξείδιο του καλίου, εμποδίζοντας περαιτέρω τη συσσώρευση μετάλλου καλίου.

Περίληψη:

Η ηλεκτρόλυση ενός υδατικού διαλύματος HCl έχει ως αποτέλεσμα τον σχηματισμό αερίου υδρογόνου στην κάθοδο λόγω της μείωσης των μορίων του νερού, τα οποία μειώνονται ευκολότερα από τα ιόντα καλίου. Η υψηλή αντιδραστικότητα του μετάλλου καλίου εμποδίζει επίσης τον σχηματισμό και τη συσσώρευση της στην κάθοδο.