Konečné produkty elektrolýzy vodného roztoku KCl

Anonym Gifiqyl01.02.2016 21:04 Nahlásit
2.LF/2014
Je mi jasné, že při elektrolýze taveniny KCl se na katodě bude vylučovat K a na anodě Cl2. Ve vodném roztoku se má ale dle řešení na anodě vylučovat Cl2 a na katodě H2, v závorce KOH. Produkt anody zůstává, takže s tím problém není. Proč se ale na anodě vylučujě H2 a ne K? A k tomu KOH - neměla by se skupina OH- pohybovat směrem k anodě? A proč se když tak nevytvoří mimo KOH i HCl?

Odpovědi

Přidat odpověď ▾

Diskuze

Mezek01.02.2016 21:32 Nahlásit
Protože má K+ vyšší vylučovací napětí než vodík, vylučuje se vodík.. Skupina OH- se pohybuje k anodě, pokud se jí v tom nějak nezabrání, třeba diafragmou. Pokud by se jí nezabránilo, hydrolyzoval by vznikající chlor: Cl2 + H2O = HCl + HClO.
Anonym Rotuhel02.02.2016 16:23 Nahlásit
(Omlouvám se za jiný nick, píšu odjinud) 1) Jak můžu vědět, který prvek má větší vylučovací napětí? Platí třeba obecně, že vodík má nejnižší? 2) Proč předpokládáme, že bráníme skupině OH v pohybu? 3) Proč je v řešení pod katodou uvedeno i KOH? Nedisociovala by tato sloučenina ihned ba ionty?
Mezek02.02.2016 17:22 (Upr. 02.02.2016 17:24) Nahlásit
Vzhledem k tomu, že KOH i KCl jsou silné elektrolyty, není v roztoku žádná z těchto sloučenin, jsou tam jen ionty. Vylučovací napětí se dá najít v tabulkách, při elektrolýze se situace poněkud komplikuje tím, že vylučovací napětí závisí pro konkrétní prvek i na materiálu elektrody.
Základní informaci o potenciálech najdeš v tabulce standardních elektrodových potenciálů.
Vodík má dohodou standardní elektrodový potenciál E° = 0V. Ušlechtilé kovy a většina nekovů mají
E° kladný, neušlechtilé kovy záporný a pro kovy jej najdeš v Beketovově řadě kovů. S výrobou chloru je situace komplikovaná tím, že v zásaditém prostředí Cl2 hydrolyzuje podle rovnice
Cl2 + OH- = Cl- + HClO. K zásaditému prostředí v okolí anody by přispívaly ionty OH-. Proto je katodový a anodový prostor oddělen polopropustnou membránou, nebo méně účinně, diafragmou.
Pokud by se použitím nějakého materiálu elektrody podařilo i zabránit vylučování vodíku, reagoval by po vyloučení alkalický kov s vodou za vzniku vodíku. Dá se to obejít použitím rtuťové katody. Jednak má vodík na rtuti vysoké vylučovací napětí (vyšší než sodík) a vyloučený sodík se ve rtuti rozpouští na amalgam. V jiném elektrolyzéru je sodíkový amalgam použit jako anoda a amalgam se tak regeneruje na rtuť. Na katodě se tady uvolňuje vodík. Získává se daleko čistší hydroxid sodný, nevýhodou je práce s ekologicky rizikovou rtutí.
Anonym Gifiqyl02.02.2016 18:19 Nahlásit
Takže pokud to dobře chápu - K je kov neušlechtilý, takže by měl mít nižší vylučovací napětí než vodík a ne vyšší (předpokládám, že to asi závisí na materiálu). A není tedy navíc úplná hloupost psát ve smyslu elektrolýzy KOH u jejího výsledku?
Mezek02.02.2016 18:32 Nahlásit
Omlouvám se, myslel jsem vyšší záporné napětí vůči roztoku. (-2,931V). Pokud se KOH týká, v roztoku ne, Hydroxidy se tak vyrábějí.
Anonym Novavik02.02.2016 19:13 Nahlásit
Aha, tak ještě poslední dotaz - proč se KOH nedisociuje/nehydrolyzuje? Není to silný elektrolyt?
Mezek02.02.2016 19:51 (Upr. 02.02.2016 19:53) Nahlásit
Samozřejmě to je silný elektrolyt. Právě proto úplně disociuje. Hydrolýza to není, disociací nevzniká nová sloučenina. Odstraněním rozpouštědla se ionty sestaví do krystalů pevné fáze původní látky. Elektrolýza roztoků těchto solí probíhá tak, že podle podmínek v okolí katody autodisociací vody vznikají ionty H+ a OH-. Ionty H+ se redukují na vodík a ionty OH- se snaží odejít ke kladné anodě. Pokud se jim v tom zabrání, roste v prostoru katody koncentrace iontů OH- a vzniká hydroxid. Pokud mohou odejít k anodě, docházi na anodě k oxidacím - mohou vznikat peroxidy včetně peroxidu vodíku, hydrolýza halogenů vzniklých oxidací na anodě a podobně.
Přidat komentář do diskuze ▾