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L'elettrolisi di una soluzione di ioduro di potassio

Materiali occorrenti:

Tubo ad U con tubicini laterali - Sostegno - Ioduro di potassio sol. 0.1 M - Fenolftaleina sol. 1 % - Salda d'amido - Generatore c.c. 6 volts - Elettrodi in grafite o in Ni-Cr montati su tappi in gomma - Cavi.

Esecuzione dell'esperienza:

Si versa la soluzione di ioduro di potassio nel tubo ad U fino ad un livello sufficiente per l'immersione degli elettrodi. Si inseriscono gli stessi nei due fori del tubo collegandoli al generatore di c.c., indicando l'anodo ( + ) e il catodo ( - ).

Nella soluzione, prima dell'elettrolisi, sono presenti molecole di H₂O e gli ioni: K⁺ e I ^- provenienti dalla dissociazione del sale. Si trascura la presenza di ioni H₃O⁺ ed OH ^- provenienti dall'autoionizzazione di H2O.

Chiudendo il circuito l'anodo richiama a sè gli anioni I ^- e molecole di H₂O, mentre il catodo richiama a sè i cationi K⁺ e molecole di H₂O. Le molecole di acqua sono, come noto, dipoli per cui possono migrare ad entrambi gli elettrodi.

Avvengono le seguenti reazioni di ossidoriduzione:

Catodo: si sviluppano bollicine di gas idrogeno formatosi dalla reazione di riduzione dell'acqua:

2H₂O + 2e ----> H₂ ↑ + 2OH ^-.

Non si ha la contemporanea riduzione di K⁺ a potassio elementare in quanto il potenziale standard di questo è: E⁰_{( K}+ _{/ K )} = -2.91 v , valore che indica una tendenza ad acquistare elettroni, ovvero a ridursi, minore di quella dell' acqua
( E⁰_{( H2O / H2 )} = - 0.83 v ).

Si preleva una parte della soluzione catodica attraverso il tubicino ponendola in una provetta; aggiungendo alcune gocce di fenolftaleina si noterà un pH basico dovuto all'aumento della concentrazione di OH ^- prodottosi nella reazione di riduzione.

Anodo: si osserva un lento depositarsi di iodio per la reazione di ossidazione :

2I ^- ----> I₂ + 2e

Solo lo ione I- subisce l'ossidazione; il suo potenziale standard ( E⁰_{( 2I} - _{/ I2 )} = +0.536 v ) è, infatti, minore di quello di H₂O
( E⁰_{( O2/H2O )} = +1.23 v ) ; questo significa che I ^- ha una maggiore tendenza a cedere elettroni, ovvero ad ossidarsi, di quella di
H₂O.

La reazione complessiva è:

La presenza dello iodio può essere rilevata con alcune gocce di tetracloruro di carbonio o benzene che si coloreranno in violetto o con alcune gocce di salda d'amido che darà una colorazione blu.