Kwalifikacja: CHM.04 - Wykonywanie badań analitycznych
Zawód: Technik analityk
Po przeprowadzeniu procesu elektrolizy wodnego roztworu określonego związku, na katodzie pojawił się wodór, a na anodzie tlen. Który z tych związków został poddany elektrolizie?
Odpowiedzi
Informacja zwrotna
Odpowiedź NaOH jest właściwa, bo podczas elektrolizy wodnego roztworu tego związku na katodzie wydobywa się wodór, a na anodzie tlen. Wodorotlenek sodu, czyli NaOH, świetnie się rozpuszcza w wodzie i rozkłada na jony sodu (Na+) oraz jony hydroksylowe (OH-). No i w trakcie elektrolizy te jony OH- zmierzają do anody, gdzie zmieniają się w tlen. Z drugiej strony, jony wody, które też są w roztworze, redukują się na katodzie i stąd mamy wodór. Ta elektroliza NaOH ma swoje zastosowania w różnych dziedzinach, jak na przykład produkcja wodoru jako paliwa, w oczyszczaniu ścieków czy w chemii. Dzięki elektrolizie NaOH można też tworzyć różne wodorotlenki i substancje chemiczne, które są przydatne w laboratoriach i przemyśle.
Przyjrzyjmy się reszcie związków, żeby zrozumieć, czemu nie pasują do tego zadania. AgNO3, czyli azotan srebra, to sól, która w roztworze elektrolitycznym nie wydziela ani wodoru, ani tlenu. Kiedy elektrolizujemy taki roztwór, na katodzie może dochodzić do redukcji srebra, co prowadzi do osadzania się srebra, a nie do wydobywania wodoru. CuSO4, to siarczan miedzi, i też nie będzie produkował wodoru, bo na katodzie zachodzi redukcja jonów miedzi, a to prowadzi do osadzania się miedzi, zamiast do produkcji wodoru. Z kolei NaCl, czyli chlorek sodu, w procesie elektrolizy wydziela chlor na anodzie oraz wodór na katodzie, ale to nie spełnia wymagań, które mamy w pytaniu, bo tu mowa o wydzielaniu tlenu na anodzie. W przypadku NaCl, wydobywający się chlor to niepożądany efekt, który może prowadzić do niebezpiecznych reakcji. Zła decyzja co do wyboru związku do elektrolizy często wynika z braku zrozumienia, co tak naprawdę się dzieje podczas elektrolizy i jaką rolę odgrywają różne jony. Ważne jest, żeby zrozumieć, że różne elektrolity mają różne właściwości, które decydują o tym, co się wydziela na katodzie i anodzie. To zrozumienie nie jest tylko teoretyczne, ale ma wpływ na praktykę i efektywność w wielu procesach w przemyśle i laboratoriach.