Magnus Ehingers undervisning

Allt du behöver för A i Biologi, Kemi, Bioteknik, Gymnasiearbete m.m.

Kemi 1

Administration

Elektrolys

ElektrolysVideogenomgång (flippat klassrum)

Plocka fram

  • U-rör
  • CuCl2(aq)
  • Spänningsaggregat
  • Kolelektroder
  • Sladdar
  • Stativ, muff, klämmare
  • Na(s)
  • Kristallisationsskål
  • Filterpapper
  • Morakniv
  • Degeltång
  • Fenolftalein
 


Elektrolys av kopparklorid
Elektrolys av kopparklorid.

Elektrolys

Koppar oxideras av klorgas, vilket vi ju konstaterat innan.

Det sker enligt följande reaktion:

  • Cu(s) + Cl2(g) → Cu2+(aq) + 2Cl(aq)

Reaktionen är spontan, energi avges

Elektrolys av kopparklorid

Genom att lägga på en elektrisk ström på en lösning av CuCl2(aq) kan man köra processen "baklänges".

Det sker i så fall enligt följande reaktion

  • Cu2+(aq) + 2Cl(aq) + elektrisk energi → Cu(s) + Cl2(g)

Elektrolys betyder ungefär "sönderdelning (lysis) med hjälp av elektricitet".

 

Annons

 
  • Det som "sönderdelas" här är alltså kopparkloriden, eftersom det bildas fast koppar och klorgas.

Vid katoden sker det en reduktion av koppar(II)joner:

  • Cu2+(aq) + 2e → Cu(s)

Vid anoden sker det en oxidation av kloridjoner:

  • 2Cl(aq) → Cl2(g) + 2e

Med hjälp av batteriet/strömkällan "trycks" elektronerna i en riktning de egentligen inte vill, och därför bildas den fasta kopparn och klorgasen.

Framställning av NaOH

Natriumhydroxid = viktig industriell kemikalie!

Fråga eleverna, vad används den till (bl. a.)?

  1. Generell basgörare
  2. Pappersmassa- och tvåltillverkning

Framställning av natriumhydroxid. Framställning av natriumhydroxid.

 

Annons

 

Reaktionen i bilden ovan är inte spontan

  • för att den ska krävs att vi lägger på en spänning, och "tvingar" elektronerna att röra sig

Elektronerna rör sig från minuspolen till pluspolen

  • Detta gäller också för galvaniska element!
  • Den elektrod där elektronerna finns i överskott kallas katod .
  • Den elektrod där elektronerna finns i underskott kallas anod

Eftersom elektronerna finns i underskott vid anoden rör sig de negativt laddade Cl -jonerna mot anoden

Reaktioner vid anod och katod

Vid anoden sker en en oxidation:

  • 2Cl (aq) → Cl2 (g) + 2e

Elektronerna rör sig genom ledningen till katoden.

Två reaktioner möjliga:

  1. Na+ (aq) + e → Na(s) e0 = –2,71V
  2. 2H2O + 2e → H2(g) + 2OH(aq) e0 = –0,83V

Vilken av dessa sker?

  1. Vi kan resonera kemiskt: Vad händer med Na(s) i vatten?
    • Visa detta, om det behövs!

      2Na(s) + 2H2 O → 2Na+(aq) + 2OH(aq) + H2

    • Är det alltså troligt att det bildas en massa Na(s) vid reaktionen? Nej!
  2. Vi kan också ta hjälp av normalpotentialerna:
    • Minns från förra lektionen: Ju högre normalpotential, desto starkare oxidationsmedel - och desto "hellre" vill ämnet ifråga "knycka" elektroner från ett annat ämne! :-)
    • Alltså vill vattnet i lösningen hellre reduceras än natriumjonerna ⇒ Vätgas och hydroxidjoner bildas

Tillbaka till bilden: Vid katoden bildas hydroxidjoner - ett överskott på negativa laddningar

Natriumjoner vandrar över membranet, mot katoden

Reaktioner som sker:

Anodreaktion: 2Cl(aq) → Cl2 (g) + 2e

Katodreaktion: 2H2O + 2e → H2(g) + 2OH(aq)

Totalreaktion: 2H2O + 2Cl(aq) → H2(g) + 2OH(aq) + Cl2(g)

 

   
[Ingen än…]