Symulacja interaktywna

Symulacja 1

Zapoznaj się z symulacją interaktywną i odpowiedz na pytania poniżej.

R1aZT6My2KPVh1

Symulacja interaktywna pt. „Elektroliza, w której elektrody są aktywne - oczyszczanie metali”.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Podpowiedźgreenwhite

Pamiętaj, że do przeprowadzenia procesu elektrolizy niezbędne są elektrody, które zazwyczaj stanowią przewodniki metaliczne zanurzone w roztworze elektrolitu. Na katodzie zachodzi reakcja redukcji, natomiast na anodzie - reakcja utleniania.

Przykładowe reakcje zachodzące podczas procesu oczyszczania metali można opisać następującymi równaniami:

Reakcja katodowa:

{Me}^{n +} + {ne}^{-} \to Me

Reakcja anodowa:

Me \to {Me}^{n +} + {ne}^{-}

Gdzie:

$Me$ – atom metalu;
$n$ – liczba całkowita.

Doświadczenie 1: Otrzymywanie metalicznego cynku z tlenku cynku (II)

W roztworze umieszczono wodorotlenek sodu NaOH oraz tlenek cynku ZnO. Zapisano równanie reakcji: 2 NaOH + ZnO + HIndeks dolny 2O → NaIndeks dolny 2Zn(OH)Indeks dolny 4. Do obwodu włączono miedzianą płytkę pełniącą rolę anody oraz niklową płytkę pełniącą rolę katody oraz zanurzono je w roztworze. Następnie przyłożono napięcie. Zapisano reakcje przebiegające podczas elektrolizy. Na katodzie: Zn(OH)Indeks dolny 4Indeks górny 2- + 2 eIndeks górny - → Zn +4 OHIndeks górny -. Na anodzie 4 OHIndeks górny - = 2 HIndeks dolny 2O +OIndeks dolny 2 +4 eIndeks górny -.

Doświadczenie 2: Otrzymywanie miedzi z rudy

W naczyniu umieszczono wodę, kwas siarkowy (VI) oraz siarczan miedzi (II). Do obwodu włączono miedzianą płytkę pełniącą rolę katody oraz rudę miedzi pełniącą rolę anody. Układ zanurzono w opisanym uprzednio roztworze i przyłożono napięcie. Na płytce miedzianej osadziła się metaliczna miedź o wysokiej czystości. Zapisano reakcje zachodzące podczas elektrolizy. Na katodzie CuIndeks górny 2+ → 2 eIndeks górny - + Cu. Na anodzie Cu + 2 eIndeks górny - → CuIndeks górny 2+.

Doświadczenie 3: Oczyszczanie żelaza z rdzy

W naczyniu umieszczono wodę oraz wodorotlenek sodu. Do obwodu włączono elektrodę grafitową pełniącą rolę katody oraz zardzewiałą żelazną śrubę pełniącą rolę anody. Elektrody zanurzono w uprzednio opisanym roztworze oraz przyłożono napięcie. W wyniku elektrolizy rdza została usunięta z żelaza. Roztwór przybrał zielonkawo‑brunatne zabarwienie. Zapisano reakcje zachodzące na poszczególnych elektrodach. Na katodzie FeIndeks dolny 2OIndeks dolny 3 + 3 HIndeks dolny 2O → 2 Fe + 6 OHIndeks górny - oraz 2 HIndeks dolny 2O + 2eIndeks górny - → HIndeks dolny 2 + 2 OHIndeks górny -. Na anodzie 2 eIndeks górny - → OIndeks dolny 2 + 2 HIndeks dolny 2O + 4 eIndeks górny -.

Doświadczenie 4: Otrzymywanie srebra z rudy

W naczyniu umieszczono wodę oraz azotan (V) srebra. Do obwodu włączono srebrną płytkę pełniącą rolę katody oraz rudę srebra pełniącą rolę anody. Elektrody zanurzono w uprzednio opisanym roztworze oraz przyłożono napięcie. W wyniku elektrolizy na katodzie osadziło się metaliczne srebro. Zapisano reakcje zachodzące na poszczególnych elektrodach. Na katodzie AgIndeks górny + + eIndeks górny - → Ag. Na anodzie Ag → AgIndeks górny + + eIndeks górny -.

Ćwiczenie 1

Wyjaśnij, dlaczego do elektrolitycznego otrzymywania miedzi, wykorzystuje się zakwaszony roztwór siarczanu(VI) miedzi(II).

Rk6IS1f9WM7TH

Ćwiczenie 2

Zapisz równania reakcji zachodzących na katodzie i anodzie w czasie oczyszczania żelaza metodą elektrorafinacji.

RJIaelqT95glh

RvUyZPMCSQTWU

Równania reakcji na katodzie:

{Fe}_{2} O_{3} + 3 H_{2} O + 6 e^{-} \to 2 Fe + 6 {OH}^{-}

2 H_{2} O + 2 e^{-} \to H_{2} + 2 {OH}^{-}

Równania reakcji na anodzie:

4 {OH}^{-} \to O_{2} + 2 H_{2} O + 4 e^{-}

Przeczytaj

Sprawdź się