Prowadzono elektrolizę wodnych roztworów...- Zadanie 572: To jest chemia. Zbiór zadań zakres rozszerzony. Wydanie 2019

Rozwiązanie

a) kwas bromowodorowy

Podczas elektrolizy wodnego roztworu kwasu bromowodorowego na katodzie redukują się jony wodorowe, natomiast na anodzie utleniają się jony bromkowe.

$K (-) 2 H X^{+} + 2 e X^{-} H X_{2}$

$A (+) 2 Br X^{-} Br X_{2} + 2 e X^{-}$

Produkty elektrolizy: wodór i brom

b) wodorotlenek sodu

Wodorotlenek sodu to wodorotlenek metalu bardziej aktywnego od glinu, dlatego kationy Na⁺ nie redukują się na katodzie podczas elektrolizy. Na katodzie następuje redukcja cząsteczki wody, a na anodzie utleniają się aniony wodorotlenkowe.

Równania reakcji chemicznych:

$K (-) 2 H X_{2} O + 2 e X^{-} H X_{2} + 2 OH X^{-}$

$A (+) 4 OH X^{-} O X_{2} + 2 H X_{2} O + 4 e X^{-}$

Produkty elektrolizy: wodór i tlen

c) azotan(V) chromu(III)

Azotan(V) chromu(III) to sól metalu mniej aktywnego od glinu i kwasu tlenowego. Podczas elektrolizy na katodzie redukują się jony chromu(III), a na anodzie następuje utlenienie cząsteczek wody.

Równania reakcji:

$K (-) Cr X^{3 +} + 3 e X^{-} Cr$

$A (+) 2 H X_{2} O O X_{2} + 4 H X^{+} + 4 e X^{-}$

Produkty elektrolizy: chrom i tlen

Wyjaśnienie:

Aby poprawnie zapisać równania procesów zachodzących podczas elektrolizy, należy pamiętać o poniższych czynnikach, decydujących o wydzielaniu się odpowiedniej substancji na elektrodzie:

Katoda:

Gdy w roztworze obecne są kationy metali, których standardowy potencjał redukcji jest wyższy od standardowego potencjału redukcji półogniwa glinowego to zachodzi proces redukcji kationów tych metali, z wydzieleniem metalu na elektrodzie.
$M X^{x +} + xe X^{-} M$
Gdy w roztworze obecne są kationy metali, których standardowy potencjał redukcji jest niższy bądź równy standardowemu potencjałowi redukcji półogniwa glinowego to zachodzi proces redukcji atomów wodoru w wodzie, lub jonów H⁺ jeżeli jest to roztwór kwasu.
$2 H X_{2} O + 2 e X^{-} H X_{2} + 2 OH X^{-}$

$2 H X^{+} + 2 e X^{-} H X_{2}$ - w roztworze kwasu

Anoda:

Gdy w roztworze obecne są aniony pochodzące od kwasów beztlenowych (bez kwasu fluorowodorowego) to następuje utlenianie anionu kwasu beztlenowego z wydzieleniem niemetalu, np. Cl₂.
$2 X X^{n -} 2 ne X^{-} + X X_{2}$
Gdy w roztworze obecne są aniony pochodzące od kwasów tlenowych lub kwasu fluorowodorowego to następuje utlenianie atomu tlenu zawartego w wodzie, z wydzieleniem gazowego tlenu.
$2 H X_{2} O O X_{2} + 4 H X^{+} + 4 e X^{-}$
W roztworach zasad utlenianie są atomy tlenu zawarte w jonach OH^- z wydzieleniem gazowego tlenu.
$4 OH X^{-} O X_{2} + 2 H X_{2} O + 4 e X^{-}$

Katarzyna Kamińska

Nauczycielka chemii

Tutaj pojawi się lista Twoich książek

Zaloguj się i zacznij tworzyć ją już teraz.