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L' elettrolisi dell' acqua
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ossidazione | 2H2O ----> O2 + 4H++ 4e |
riduzione | 4H2O + 4e ----> 2H2 + 4OH - |
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6H2O ----> 2H2 + O2 + 4H++ 4OH - | |
( 4H++ 4OH - = 4H2O ), per cui, semplificando: |
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2H2O ----> 2H2 ↑ + O2 ↑ |
Parte seconda: elettrolisi di una soluzione diluita di NaOH:
In questa fase si utilizza una soluzione ca. 5 % di idrossido di sodio. Prima dell'innesco dell' elettrolisi sono presenti in
soluzione molecole dipolari di H2O e gli ioni OH - e Na+ provenienti
dalla dissociazione della base. Attivando la reazione elettrolitica si ottiene
una migrazione di ioni e molecole, e cioè:
al catodo ( - ) migrano gli ioni a carica positiva Na+ e le molecole di H2O.
all'anodo ( + ) migrano gli ioni a carica negativa ,OH -, e le molecole di H2O.
Avvengono le seguenti reazioni ossidoriduttive
Al catodo si ha la riduzione di molecole di H2O in quanto il loro potenziale redox ( E0( H2O
/ H2 ) = - 0.83 v ) è maggiore di
quello di
Na+ ( E0( Na+ / Na ) = -2.71 ).
All'anodo si ha ossidazione di OH - in quanto il loro potenziale ( E0( O2 / OH - ) = + 0.40 v ) è minore di
quello di H2O ( E0(
O2 / H2O ) =
+1.23 v ).
Le reazioni sono:
ossidazione | 4OH - ----> O2 + 2H2O + 4e |
riduzione | 4H2O + 4e----> 2H2 + 4OH - |
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4H2O ----> O2 + 2H2 + 2H2O per cui, semplificando: | |
2H2O ----> 2H2 ↑ + O2 ↑ |
Parte terza: elettrolisi di una soluzione diluita di H2SO4:
Si utilizza una soluzione di acido solforico 5 % ca.; prima dell'elettrolisi sono presenti nella soluzione molecole
dipolari di H2O, ioni H3O+ ed provenienti dalla dissociazione dell'acido. Innescando la reazione
elettrolitica si ottiene una migrazione di ioni e molecole, e cioè:
al catodo ( - ) migrano gli ioni a carica positiva, H3O+ e le molecole di H2O.
all'anodo ( + ) migrano gli ioni a carica negativa SO4- e le molecole di H2O.
Avvengono le seguenti reazioni ossidoriduttive
Al catodo si ha la riduzione di ioni H3O+ in quanto il loro potenziale redox ( E0( H+ / H2 ) = + 0.00 v ) è maggiore di quello di H2O (E0( H2O / H2 ) = - 0.83 v ) .
All'anodo si ha ossidazione di molecole di H2O in virtù del loro potenziale ( E0( O2 / H2O ) = +1.23 v ) minore di quello
di
SO4- (E0(
SO42- / S2O82- ) = +2.05 v ).
Le reazioni sono:
ossidazione | 2H2O ----> O2 + 4H++ 4e |
riduzione | 4H+ + 4e----> 2H2 |
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2H2O ��O2 + 2H2 per cui, semplificando: | |
2H2O ----> O2 ↑ + 2H2 ↑ |
Le reazioni elettrolitiche possono continuare
fino a che nel voltametro sia presente acqua o fino a che le concentrazioni
degli ioni dissociati dal sale, dall'acido o dalla base non aumentino troppo.
Al termine di ciascuna fase si disinserisce l'alimentatore e
si osserva che i gas nei due tubi sono in rapporto volumetrico idrogeno /
ossigeno 2:1, in conformità alla legge di Avogadro che dice " ... volumi eguali di gas diversi, nelle stesse condizioni di pressione e
temperatura, contengono lo stesso numero di moli ... ".
Aggiornamento: 17-Lug-2015 14:00 |
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