Wirtualne laboratorium/Chemia/Elektrochemia/Elektroliza — procesy na katodzie i anodzie

Elektroliza — procesy na katodzie i anodzie

Co zrobimy: Puścimy prąd przez roztwór lub stop i sprawdzimy, co wydziela się na katodzie, a co na anodzie.

Co widzisz na ekranie: Elektrolizer z dwiema elektrodami, przełącznik elektrolitu oraz jony wędrujące do przeciwnych elektrod — na katodzie osad metalu lub pęcherzyki, na anodzie gaz. Strzałki pokazują przepływ elektronów. Odczyty: elektrolit, jony, produkty na katodzie i anodzie oraz typ procesu.

Elektroliza — procesy na katodzie i anodzie
Chemia · Elektrochemia · Elektroliza (CHE.ELEK.PP.02)
W elektrolizie wodnego roztworu CuCl₂ na katodzie wydzieli się:
elektrolit
CuCl₂ (aq)
kation / anion
Cu²⁺ / Cl⁻
katoda (−)
Cu
anoda (+)
Cl₂
typ procesu
red. / utl.
🎯 Wyzwanie: co na katodzie?
seria: 0

Dam Ci elektrolit — zgadnij, czy na katodzie (−) osadzi się metal, czy wydzieli gaz (wodór). Uwaga na roztwory wodne.

Co się właśnie stało?

Podłączenie prądu rozłożyło związek: na katodzie osadziła się miedź, a na anodzie wydzielił się chlor. Prąd wymusił reakcję, która sama by nie zaszła.

Czym jest elektroliza?

To rozkład związku pod wpływem prądu elektrycznego. Elektrody dzielą role: katoda (−) przyciąga kationy i je REDUKUJE (dają im elektrony), anoda (+) przyciąga aniony i je UTLENIA (odbiera elektrony).

Przykład — wodny roztwór CuCl₂:

katoda: Cu2++2e−→Cu\text{katoda: } \text{Cu}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Cu}
anoda: 2 Cl−→Cl2+2e−\text{anoda: } 2\,\text{Cl}^- \rightarrow \text{Cl}_2 + 2e^-

Uwaga na roztwory wodne:

czasem zamiast jonu soli rozładowuje się woda. W roztworze NaCl na katodzie wydziela się wodór (nie sód — sód jest zbyt aktywny), a na anodzie chlor.

Jak zapamiętać elektrody?

Ka-toda = re-dukcja (kationy), A-noda = utlenianie (A-niony). Kationy zawsze wędrują do katody, aniony do anody.

Po co Ci to na maturze:

przewidywanie produktów elektrolizy i pisanie równań na elektrodach to typowe zadanie rozszerzone. Chwyt: rozpisz jony, przypisz kation→katoda (redukcja), anion→anoda (utlenianie).

Zapamiętaj: katoda redukuje (kationy), anoda utlenia (aniony). W roztworach wodnych czasem rozładowuje się woda zamiast jonu soli.

Model poglądowy · Wirtualne laboratorium NexTutor

Spodobał Ci się eksperyment? Udostępnij go.

Jest darmowy — podeślij znajomym ze szkoły.

Teoria i wzory

Na czym polega

Elektroliza to wymuszony prądem rozkład elektrolitu. Na elektrodach zachodzą reakcje:

  • katoda (−) — redukcja kationów (przyłączają elektrony)
  • anoda (+) — utlenianie anionów (oddają elektrony)

Produkty na elektrodach

W wodnym roztworze NaCl\mathrm{NaCl}: katoda: 2H2O+2e−→H2↑+2OH−\text{katoda: } \mathrm{2H_2O + 2e^- \to H_2\uparrow + 2OH^-} anoda: 2Cl−→Cl2↑+2e−\text{anoda: } \mathrm{2Cl^- \to Cl_2\uparrow + 2e^-} Na katodzie wydziela się wodór, nie sód — sód jest zbyt aktywny, łatwiej rozładowuje się woda.

Zasada ogólna

Na katodzie rozładowuje się kation łatwiej redukowalny (wyższy E∘E^\circ), na anodzie — anion łatwiej utlenialny. Metale mniej aktywne od wodoru (np. Cu2+\mathrm{Cu^{2+}}) wydzielają się jako metal.

Oznaczenia: E∘E^\circ — potencjał standardowy; katoda = redukcja, anoda = utlenianie.

Uczysz? Umieść ten eksperyment na swojej stronie.

Darmowy widget — wklej na stronę szkoły, bloga lub notatki. Linkuje do pełnej wersji.

Uczysz w klasie albo korepetujesz? Prowadź uczniów w NexTutor →

Najczęstsze pytania

›

Co to jest elektroliza?

Rozkład związku chemicznego pod wpływem przepływającego prądu elektrycznego.

›

Co dzieje się na katodzie, a co na anodzie?

Na katodzie (−) zachodzi redukcja kationów, na anodzie (+) utlenianie anionów.

›

Dlaczego w elektrolizie wodnego roztworu NaCl na katodzie powstaje wodór, a nie sód?

Bo sód jest zbyt aktywny — łatwiej rozładowuje się woda, dając wodór.

Lekcja maturalna: CHE.M.5.3 →

Powiązane eksperymenty

Prawo Faradaya — ilościowa elektroliza →Szereg aktywności metali — reakcje wypierania →Ogniwo Daniella — przepływ elektronów i migracja jonów →Reakcje redoks — stopnie utlenienia →