Download
1 / 38
E N D
ELEKTROLIZA Elektroliza jest to proces zachodzący wskutek przepływu prądu stałego przez roztwór elektrolitu lub elektrolit stopiony (termoelektroliza). W pobliżu elektrod biegną reakcje utleniania (przy anodzie) i redukcji (przy katodzie) jonów elektrolitu, związków chemicznych rozpuszczonych w roztworze.
ELEKTROLIZA Elektroliza zachodzi w układach, w których występują substancje zdolne do jonizacji, czyli rozpadu na jony. Samo zjawisko jonizacji może być wywołane zarówno przyłożonym napięciem elektrycznym, jak i zjawiskami nie generowanymi bezpośrednio przez prąd - dysocjacją elektrolityczną autodysocjacją, wysoką temperaturą, czy działaniem silnym promieniowaniem.
ELEKTROLIZA Każda z elektrod przyciąga do siebie przeciwnie naładowane jony. Do katody dążą więc dodatnio naładowane kationy, a do anody ujemnie naładowane aniony. Po dotarciu do elektrod jony przekazują im swój ładunek, a czasami wchodzą też z nimi w reakcję chemiczną, na skutek czego zamieniają się w obojętne elektrycznie związki chemiczne lub pierwiastki.
ELEKTROLIZA Powstające w ten sposób substancje zwykle albo osadzają się na elektrodach albo wydzielają się z układu w postaci gazu. Proces elektrolizy wymaga stałego dostarczania energii elektrycznej.
Prawa elektrolizy Faradaya Prawa elektrolizy Faradaya to dwa prawa sformułowane przez Faradaya w 1834 r.: 1. Masa substancji wydzielonej podczas elektrolizy jest proporcjonalna do ładunku, który przepłynął przez elektrolit 2. Ładunek Q potrzebny do wydzielenia lub wchłonięcia masy m jest dany zależnością gdzie: F - stała Faradaya (w kulombach/mol) z - ładunek jonu (bezwymiarowe) M - masa molowa z jonu (w gram/mol). Inne, częściej spotykane sformułowanie drugiego prawa elektrolizy Faradaya brzmi: Stosunek mas m1 oraz m2 substancji wydzielonych na elektrodach podczas przepływu jednakowych ładunków elektrycznych jest równy stosunkowi ich równoważników elektrochemicznych k1 oraz k2 i stosunkowi ich mas równoważnikowych R1 oraz R2, czyli:
ELEKTROLIZA Elektroliza w zadaniach:I - natężenie prądu płynącego przez elektrodyt - ile czasu przez elekrody płynął prąd o natężeniu Im = k I t – wzór na masę wydzielonej substancji z roztworu na elektrodziek- współczynnik elekrtolizy k = M / z·F Masa molowa Ilość elektronów Stała Faradaya= 96500 C/mol
ELEKTROLIZA Nasze miejsce pracy
ELEKTROLIZA Całą grupą wykonaliśmy szereg doświadczeń, polegających na przepływie prądu przez celę elektrolityczną, składającą się z naczynia zawierającego roztwór elektrolitu i zanurzone w nim elektrody, podłączone do zewnętrznego obwodu, w którym znajduje się źródło prądu. Elektroliza wodnego roztworu azotanu (V) ołowiu(II) Elektroliza wodnego roztworu siarczanu (VI) żelaza (II) Elektroliza wodnego roztworu siarczanu (VI) glinu (III) Elektroliza wodnego roztworu siarczanu (VI) miedzi Elektroliza wodnego roztworu siarczanu (VI) sodu (elektroliza wody)
ELEKTROLIZA • DOŚWIADCZENIE: • ELEKTROLIZA WODNEGO ROZTWORU azotanu (V) ołowiu • Opis doświadczenia: w zlewce z wodnym roztworem azotanu (V) ołowiu zanurzyliśmy dwie elektrody węglowe podłączone do baterii • Obserwacje: na elektrodzie ujemnej (katodzie) wydziela się metal i gaz. • Wnioski: Na katodzie wydziela się ołów.
Pb(NO3)2 Pb² +2 NO3 ̄ K(+): Pb² ; H A(-): NO3; OH ̄ Pb² + 2 e ̄ → Pb° PRZEBIEG ELEKTROLIZY H2O + + + +
ELEKTROLIZA Obliczenia do przeprowadzonego doświadczenia. I=0.3 At=20 minutk=M/(z·F)Ile gram ołowiu zostało wydzielone na katodzie?K=82g/mol : (2·F C/mol)=41:F g/Cm=kIt= 41:96500C/mol·1200s= 0,509844gNa katodzie wydzieliło się 0,509844 grama ołowiu.
ELEKTROLIZA Wyniki przeprowadzonego doświadczenia przed po
ELEKTROLIZA • DOŚWIADCZENIE: • ELEKTROLIZA WODNEGO ROZTWORU siarczanu (VI) żelaza(II) • Opis doświadczenia: W zlewce z wodnym roztworem siarczanu (VI) żelaza(II) zanurzyliśmy dwie elektrody węglowe podłączone do baterii • Obserwacje: Na elektrodzie ujemnej (katodzie) wydziela się metal i gaz. • Wnioski: Na katodzie wydziela się żelazo, które reaguje z wodą tworząc wodorotlenek żelaza (II), czemu towarzyszy wydzielanie wodoru w formie gazowej
Fe(SO4) Fe² + SO4² ̄ K(-): Fe² ; H A(+): SO4 ²̄ ; OH ̄ Fe² + 2e ̄ → Fe° Przebieg elektrolizy H2O + + + +
ELEKTROLIZA DOŚWIADCZENIE: ELEKTROLIZA WODNEGO ROZTWORU siarczanu (VI) glinu (III) Opis doświadczenia:W zlewce z wodnym roztworem siarczanu (VI) glinu (III) zanurzyliśmy dwie elektrody węglowe podłączone do baterii. Obserwacje: Na elektrodzie ujemnej (katodzie) wydziela się metal i gaz.Wnioski:Na elektrodzie ujemnej (katodzie)Na katodzie wydziela się glin, który reaguje z wodą tworząc wodorotlenek glinu (III), czemu towarzyszy wydzielanie wodoru w formie gazowej.
Al2(SO4)3 2 Al³ + 3 SO4²̄ K(-): Al³ ; H A(+): SO4²̄ ; OH ̄ Al³ + 3 e ̄ → Al° Przebieg elektrolizy H2O + + + +
ELEKTROLIZA • DOŚWIADCZENIE: • ELEKTROLIZA WODNEGO ROZTWORU siarczanu (VI) miedzi • Opis doświadczenia: • W zlewce z wodnym roztworem siarczanu(VI) miedzi zanurzyliśmy dwie elektrody węglowe podłączone do baterii. • Obserwacje:Na elektrodzie ujemnej (katodzie) wydziela się metal i gaz.Wnioski: Na katodzie wydziela się miedź.
CuSO4 Cu² + SO4²̄ K(-): Cu² ; H A(+): SO4²̄ ; OH ̄ Cu² + 2 e ̄ → Cu° Przebieg elektrolizy H2O + + + + +
ELEKTROLIZA Elektroliza wody
H2O H + OH ̄ K(-): H 2 e ̄ + 2 H2O → H2 + 2 OH ̄ A(+): OH ̄ Przebieg elektrolizy H2O + + + H2O → ½ O2 + 2 H + 2 e ̄
ELEKTROLIZA Obliczenia do przeprowadzonego doświadczenia. I=0.3At=20 minutJaka objętość wydzielonego tlenu i wodoru?mo2=kItk=32g/mol: (2·F C/mol)= 16 :F g/C mo2=16:96500 g/C ·0,3A ·1200s=0,059689gVO2=(0,059689g·22,4 dm³/mol):32g/mol= 0,417823 dm³VH2=VO2·2=0,0835646 dm³
ELEKTROLIZA Tak pracujemy!
ELEKTROLIZA Nasza grupa
BIBLIOGRAFIA: http://www.bryk.pl/teksty/liceum/chemia/biochemia/19327-elektroliza_wody.html http://portalwiedzy.onet.pl/54650,,,,elektroliza,haslo.html http://pl.wikipedia.org/wiki/Elektroliza Encyklopedia PWN
ELEKTROLIZA Szef projektu: Jakub Bartczak Zastępca: Joanna Chojnacka Sekretarz: Natalia Mocek Uczestnicy:Anna Kaleta Natalia Mocek Aleksandra Szczepańska Ewa Telążka Justyna Tomczyk Adam Szewczyk Tadeusz Witkowski Magdalena Żuberek Oskar Prussak
