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 elektrody t - ile czasu przez elekrody płynął prąd o natężeniu I m = k I t – wzór na masę wydzielonej substancji z roztworu na elektrodzie k- 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.

ELEKTROLIZA

PRZEBIEG ELEKTROLIZY Pb(NO3)2 Pb² +2 NO3 ̄ K(+): Pb² ; H H2O Pb(NO3)2 Pb² +2 NO3 ̄ K(+): Pb² ; H A(-): NO3; OH ̄ Pb² + 2 e ̄ → Pb° + + + +

ELEKTROLIZA Obliczenia do przeprowadzonego doświadczenia. I=0.3 A t=20 minut k=M/(z·F) Ile gram ołowiu zostało wydzielone na katodzie? K=82g/mol : (2·F C/mol)=41:F g/C m=kIt= 41:96500C/mol·1200s= 0,509844g Na katodzie wydzieliło się 0,509844 grama ołowiu.

Wyniki przeprowadzonego doświadczenia ELEKTROLIZA Wyniki przeprowadzonego doświadczenia przed po

ELEKTROLIZA

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

ELEKTROLIZA

Przebieg elektrolizy Fe(SO4) Fe² + SO4² ̄ K(-): Fe² ; H A(+): SO4 ² ̄ ; OH ̄ Fe² + 2e ̄ → Fe° H2O + + + +

ELEKTROLIZA

ELEKTROLIZA

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.

ELEKTROLIZA

Przebieg elektrolizy Al2(SO4)3 2 Al³ + 3 SO4² ̄ K(-): Al³ ; H H2O Al2(SO4)3 2 Al³ + 3 SO4² ̄ K(-): Al³ ; H A(+): SO4² ̄ ; OH ̄ Al³ + 3 e ̄ → Al° + + + +

ELEKTROLIZA

ELEKTROLIZA

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.

ELEKTROLIZA

Przebieg elektrolizy CuSO4 Cu² + SO4² ̄ K(-): Cu² ; H H2O CuSO4 Cu² + SO4² ̄ K(-): Cu² ; H A(+): SO4² ̄ ; OH ̄ Cu² + 2 e ̄ → Cu° + + + + +

ELEKTROLIZA

ELEKTROLIZA

ELEKTROLIZA Elektroliza wody

Przebieg elektrolizy H2O H + OH ̄ K(-): H 2 e ̄ + 2 H2O → H2 + 2 OH ̄ A(+): OH ̄ + + H2O → ½ O2 + 2 H + 2 e ̄

ELEKTROLIZA Obliczenia do przeprowadzonego doświadczenia. I=0.3A t=20 minut Jaka objętość wydzielonego tlenu i wodoru? mo2=kIt k=32g/mol: (2·F C/mol)= 16 :F g/C mo2=16:96500 g/C ·0,3A ·1200s=0,059689g VO2=(0,059689g·22,4 dm³/mol):32g/mol= 0,417823 dm³ VH2=VO2·2=0,0835646 dm³

ELEKTROLIZA Tak pracujemy!

ELEKTROLIZA Nasza grupa

BIBLIOGRAFIA: Encyklopedia PWN 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 Natalia Mocek Aleksandra Szczepańska Ewa Telążka 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