s 92

92

podczas elektrolizy gazów. Elektrody połączyć z biegunami źródła prądu stałego, np. prostownika i obserwować przebieg procesu elektrolizy przez kilka minut. Do każdego ramienia U-rurki dodać po jednej kropli roztworów skrobi i fenoloftaleiny. Dla charakterystyki zachodzących procesów elektrodowych posłużyć się faktami, że wolny jod tworzy ze skrobią kompleks barwy granatowej, zaś fenoloftaleina w obecności jonów OH" barwi roztwór na kolor malinowy. Wskaźniki należy dodać po skończonej elektrolizie.

Zadanie

•    Opisać obserwowane zjawiska i wyjaśnić ich przyczyny. Napisać równania reakcji elektrodowych.

11.1.2.    Elektroliza roztworu Na2S04

Napełnić U-rurkę wodnym roztworem siarczanu sodu (Na₂S0₄). Proces elektrolizy prowadzić przez kilka minut. Do każdego ramienia dodać kroplę błękitu bromotymolowego. Wskaźnik ten w środowisku kwaśnym barwi się na żółto, a w zasadowym - na niebiesko. Zadanie jw.

•    Zapisać równania reakcji elektrodowych, którymi są reakcja utlenienia (anoda) i redukcji (katoda) cząsteczki wody. uj

11.1.3.    Elektroliza roztworu NaCI

Do dwóch małych zlewek nalać po około 50 cm³ roztworu chlorku sodu (NaCI). Zlewki połączyć kluczem elektrolitycznym i zanurzyć w nich elektrody. Podłączyć zestaw do źródła prądu stałego i przez okres 20 min prowadzić elektrolizę stosując napięcie ok. 12 V. Klucz elektrolityczny zapobiega mieszaniu się produktów elektrolizy z przestrzeni katodowej i anodowej elektrolizera. Zawartość zlewki, w której zanurzona była katoda (elektroda, na której wydzielała się większa ilość gazu) przenieść ilościowo do kolby stożkowej o obj. 250 cm³ i dodać kilka kropel fenoloftaleiny. Zawartość kolby miareczkować 0,01 M HC1, aż do odbarwienia roztworu. Odczytać objętość kwasu potrzebną do zobojętnienia roztworu z przestrzeni katodowej elektrolizera.

Zadanie

•    Napisać reakcje zachodzące podczas elektrolizy wodnego roztworu NaCI i wymienić produkty elektrolizy.

•    Na podstawie wyniku miareczkowania obliczyć, ile moli OH" otrzymano w wyniku reakcji katodowej.

Obliczyć:

—    ładunek elektryczny związany z przepływem prądu podczas elektrolizy,

—    ile elektronów przepłynęło przez obwód zewnętrzny podczas trwania elektrolizy,

—    natężenie prądu płynącego podczas elektrolizy,

—    jaka objętość (w warunkach normalnych) poszczególnych produktów gazowych powstała w wyniku reakcji katodowej i anodowej.

Przykłady obliczeń

Podstawą wszelkich obliczeń są prawidłowo zapisane równania reakcji chemicznych zachodzących na elektrodach. W reakcjach tych elektron jest albo produktem (utlenienie) albo substratem (redukcja). Prawidłowo dobrane współczynniki stechiometryczne pozwolą na obliczenie ilości moli substancji reagującej w trakcie elektrolizy. Z zapisu równań reakcji również znajdziemy ładunek, jaki jest potrzebny w danym przypadku, gdyż wiemy, że jeden mol elektronów niesie ładunek równy stałej Faradaya (F = 96,5 kC).