KWALIFIKACJA CHM4 - STYCZEŃ 2017

Elektroliza roztworów wodnych polega na wymuszeniu przepływu prądu przez roztwór zawierający jony. Na elektrodach zachodzą reakcje redoks: na katodzie przebiega redukcja, a na anodzie utlenianie. W praktyce technika analityka kluczowe jest przewidywanie, które cząstki faktycznie ulegną rozładowaniu, bo w roztworach wodnych "konkurują" ze sobą jony oraz cząsteczki wody.

Jak analizuje się wyniki z tabeli?

• Najpierw identyfikuje się, co tabela opisuje (np. wydzielone gazy na anodzie i katodzie, zmiany pH przy elektrodach, pojawienie się osadu, zmiana barwy wskaźnika). Następnie porównuje się to z możliwymi reakcjami elektrodowymi.
• Na katodzie często obserwuje się wydzielanie wodoru, gdy redukuje się woda (typowe dla wielu roztworów soli metali aktywnych). Jednak nie zawsze: w niektórych układach redukcji mogą ulegać kationy zamiast wody.
• Na anodzie często obserwuje się wydzielanie tlenu, gdy utlenia się woda, ale dla niektórych anionów możliwe jest wydzielanie innych produktów (np. halogenów), co daje inną "sygnaturę" wyniku w tabeli.

Dlaczego pozostałe zestawy numerów mogą być błędne?

• Zestawy liczbowe, które nie pasują do obserwowanych produktów w tabeli, wynikają zwykle z nieuwzględnienia konkurencji reakcji wody i jonów albo z pomylenia elektrody, na której zachodzi dany proces (np. przypisanie utleniania katodzie).
• Częstym błędem jest także przenoszenie reguł z elektrolizy stopionych soli na roztwory wodne: w stopionych solach woda nie bierze udziału, a w roztworach wodnych jest reagentem i może dominować w reakcjach elektrodowych.
• Jeżeli tabela zawiera informację o zmianie pH przy elektrodach, to jej błędna interpretacja (np. odwrócenie: zasadowość/kwasowość) prowadzi do wytypowania niewłaściwych numerów roztworów.

Poprawny wybór numerów roztworów wynika z konsekwentnego dopasowania tego, co zapisano w tabeli, do przewidywanych reakcji redoks na anodzie i katodzie dla danych elektrolitów w wodzie.