Elettrolisi ignea e in soluzione acquosa

1. Elettrolisi igneae in soluzione acquosa NaCl,HCl,NaOHH2SO4 Galvanostegia galvanoplasticaraffinazione elettrolitica

2. Na+ +e > Na° Cl- -e > Cl° Na° Cl° Na+ Cl- NaCl si separa (dissocia) in catione Na+ e Anione Cl- I cationi migrano al catodo e si riducono acquistando elettroniGli anioni migrano all’anodo e si ossidano cedendo elettroni batteria Catodo,negativo Anodo, positivo NaCl Gli elettroni mediante la batteria circolano dall’anodo al catodo

3. NaCl si separa (dissocia) in catione Na+ e Anione Cl- H+ H+ Na+ Cl- I cationi migrano al catodo e gli anioni migrano all’anodo Al catodo si trasforma acqua: idrogeno si riduce a H2 e si liberano 2 OH- All’anodo si ossida 2 Cl- che diventa Cl2° batteria Catodo,negativo Anodo, positivo OH- Cl2° H2° OH- Na+ Si ottiene H2 , Cl2, NaOH NaCl Gli elettroni mediante la batteria circolano dall’anodo al catodo

4. NaCl si separa (dissocia) in catione Na+ e Anione Cl- anodo catodo Catodo,negativo Anodo, positivo H+ H+ Na+ Cl- I cationi migrano al catodo e gli anioni migrano all’anodo Al catodo si trasforma acqua: idrogeno si riduce a H2 e si liberano 2 OH- All’anodo si ossida 2 Cl- che diventa Cl2° Aggiungendofenolftaleinasi rivela lafornazione diNaOH base Invertendo la polaritàil colore dell’indicatorescompare per effettodel cloro e compareall’altro elettrodo batteria OH- Cl2° H2° OH- Na+ Si ottiene H2 , Cl2, NaOH NaCl Gli elettroni mediante la batteria circolano dall’anodo al catodo

5. Vaschetta nella quale avviene elettrolisi di NaOH in acquacolore ciclamino per presenza di fenolftaleina presso il catodoove si trova Na+ che forma NaOH con gli ossidrili liberati nella riduzionedell’acqua che libera idrogeno

6. Nella elettrolisi di NaCl in soluzione acquosa si deve considerare anchela possibilità che agli elettrodi possa avvenire la riduzione e ossidazionedel solvente acqua :(in competizione con Na+ e Cl-) l’idrogeno da positivo può acquistare elettroni e ridursi a idrogeno neutroatomico e subito molecolare H2da 2 H+ 2OH- > H2 + 2 OH- L’ossigeno da negativo può cedere elettroni e ossidarsiad atomo (e poi formare molecola)da 2H+ O-- > 2H+ 0.5 O2 In praticaal catodo :riduzione dell’acqua :si libera H2° Na* rimane in soluzionee forma Na*OH- All’anodo:ossidazione del clorosi libera Cl2 Vedi tabella potenziali redox che influisce sulla precedenza nella reazioneagli elettrodi (insieme alla concentrazione e altri fattori…)

7. Alcuni potenziali standard di riduzione E° Na+ + e > Na° -2.712 H2O + 2e > H2 + 2OH- -0.83Zn++ + 2e > Zn° -0.76 2 H3O + 2e > H2 + 2H2 O 0.00 2 H+ + 2e > H2 0.00 Cu++ + 2e > Cu° +.034 O2 + 2H2O + 4e > 4 OH- + 0.40 02 + 4H3O + 4e > 6 H2O + 1.23 Cl2 + 2° > 2 Cl- + 1.36 Gli elementi che precedono si ossidano a spese di quelli che seguono H2 + Cl2 > 2 H+ 2Cl-H-H + Cl-Cl > H+Cl- + H+Cl- Al catodo si riducono prima gli elementi che seguonoAll’anodo si ossidano prima glie elementi che seguono Na+/Na° -2.712 H2O/H2 + 2OH- -0.83 precede su Na+2 H3O/H2 + 2H2 0.00 (poco presente)

8. H+ +e > H° Cl- -e > Cl° H° Cl° H+ Cl- HCl si separa (ionizza) in catione H+ e Anione Cl- I cationi migrano al catodo e si riducono acquistando elettroniGli anioni migrano all’anodo e si ossidano cedendo elettroni batteria Catodo,negativo Anodo, positivo HCl Gli elettroni mediante la batteria circolano dall’anodo al catodo

9. Nella elettrolisi di HCl in soluzione acquosa si deve considerare anchela possibilità che agli elettrodi possa avvenire la riduzione e ossidazionedel solvente acqua :(in competizione con H+ e Cl-) l’idrogeno da positivo può acquistare elettroni e ridursi a idrogeno neutroatomico e subito molecolare H2da 2 H+ 2OH- > H2 + 2 OH- L’ossigeno da negativo può cedere elettroni e ossidarsiad atomo (e poi formare molecola)da 2H+ O-- > 2H+ 0.5 O2 In praticaal catodo :riduzione di H+ dell’acido :si libera H2°All’anodo:ossidazione del clorosi libera Cl2 2 HCl > 2 H+ 2 Cl- > H2 + Cl2 Vedi tabella potenziali redox che influisce sulla precedenza nella reazioneagli elettrodi (insieme alla concentrazione e altri fattori…)

10. H2O +e > H°+OH- 2OH- -e > O+H2O H° O° NaOH si separa (ionizza) in catione Na+ e Anione OH- I cationi migrano al catodo ma non si riduconoGli anioni migrano all’anodo e si ossidano cedendo elettroni batteria Catodo,negativo Anodo, positivo H2O OH- Na+ OH- NaOH Gli elettroni mediante la batteria circolano dall’anodo al catodo

11. Nella elettrolisi di NaOH in soluzione acquosa si deve considerare anchela possibilità che agli elettrodi possa avvenire la riduzione e ossidazionedel solvente acqua :(in competizione con H+ e OH-) l’idrogeno dell’acquada positivo può acquistare elettroni e ridursi a idrogeno neutroatomico e subito molecolare H2da 2 H2O + 2° > H2 + 2 OH-l’ossigeno degli ossidrili può cedere elettroni all’anodoe ossidarsi l2 OH- - 2° > 0.5 O2 + H2O In praticaal catodo :riduzione di H+ dell’acqua :si libera H2°All’anodo:ossidazione del ossigeno dell’OHsi libera O2 2 NaOH + 2H2O > 2 Na+ 2 OH- + 2H2O > > H2 + 0.5 O2 + 2 Na+ + 2 OH- + H2O Praticamente avviene elettrolisi di una molecola di H2O > H2 + 0.5 O2

12. H° H2SO4 si separa (ionizza) in catione H+ e Anione SO4-- I cationi migrano al catodo e si riduconoGli anioni migrano all’anodo ma non si ossidano batteria Catodo,negativo Anodo, positivo 2H+ + 2e > H2 H2O – 2e >0.5 O +2H+ H2O 2H+ O 2H+ SO4-- H2SO4 L’acqua si trasforma in O e 2 H+ :elettrolisi di 1 H2O

13. Voltametro di Hoffmann : Elettrolisi di acqua acidulata con acido solforico Notare volume di H doppio di volume ossigeno H2O > H2+0.5 O2 ossigeno idrogeno batteria catodo anodo

14. Nella elettrolisi di H2SO4 in soluzione acquosa si deve considerare anchela possibilità che agli elettrodi possa avvenire la riduzione e ossidazionedel solvente acqua :(in competizione con H+ e OH-) Al catodo si riducono gli H+ presentiall’anodo SO4– non si ossidainvece si ossida O dell’acquaH2O – 2e > O + 2 H+ In praticaal catodo :riduzione di H+ dell’acido :si libera H2°All’anodo:ossidazione del ossigeno della H2Osi libera O2 e H+ H2SO4 + H2O > 2 H+ SO4-- H2O > > H2 + 0.5 O2 + 2 H+ + SO4-- Praticamente avviene elettrolisi di una molecola di H2O > H2 + 0.5 O2

15. Galvanostegia :ricoprimento di un oggetto con un metallo Ponendo una barra di rame all’anodo e un oggetto da ricoprire al catodosi osserva che al passaggio della corrente l’oggetto si ricopre di rame e l’anodo va assotigliandosi Si pone come anodo il metallo da usare per ricoprimento, come catodo sipone metallo da ricoprire, in soluzione un sale del metallo catodo anodo batteria CuSO4 + H2O + H2SO4 Ramatura, nichelatura, argentatura, doratura…

16. Galvanostegia :ricoprimento di un oggetto con un metallo CuSO4 della soluzione si dissocia in Cu++ e SO4-- Cu++ (catione) migra al catodo e si riduce a Cu° rivestendo il catodo SO4– (anione) migra all’anodo ma non si ossida :si ossida invece Cu°della barra anodica e passa in soluzione come Cu++ che migra al catodo catodo anodo batteria CuSO4 + H2O + H2SO4 CuSO4 > Cu++ SO4-- Cu++ + Cu° > Cu° + Cu++ (+ SO4-- + H20) Gli elettroni passano dall’anodo al catodo per la presenza della pila

17. Galvanoplastica :ricoprimento di un oggetto con un metallo Ponendo una barra di metallo all’anodo e un oggetto da ricoprire al catodosi osserva che al passaggio della corrente l’oggetto si ricopre di metallo e l’anodo va assotigliandosi Si pone come anodo il metallo da usare per ricoprimento, come catodo sipone modello da ricoprire, rivestito di grafite per renderlo conduttorein soluzione un sale del metallo catodo anodo batteria Eliminare modello e tenere copia metallica CuSO4 + H2O + H2SO4 Ramatura, nichelatura, argentatura, doratura…

18. raffinazione elettrolitica dei metalli Ponendo una barra di metallo grezzo all’anodo e una barra dello stesso metallo puro al catodosi osserva che al passaggio della corrente il metallo si ispessisce e l’anodo va assotigliandosi e depositando fanghi Il rame passa in soluzione come Cu++ e migra al catodo depositandosi catodo anodo batteria Cu++ + Cu° > Cu° + Cu++ Fanghi anodici CuSO4 + H2O + H2SO4 Oro, argento, cadmio. Raffinazione del rame

19. Usando un chiodo ricoperto di rame come anodo e un oggetto metallicocome catodo, si osserva che il rame all’anodo passa in soluzione come Cu++e migrando al catodo si riduce ramando l’oggetto Chiodo di ferro normale, grigio Chiodo di ferro rivestito di rame, rosso

20. Oggetto da ramare, grigio, al catodochiodo ramato,rosso, all’anodosoluzione di solfato di rame acidulata con H2SO4

21. Chiodo chiaro da rivestire di rame al cadodoChiodo ricoperto di rame da fornire alla soluzione per ramatura

22. Dopo il passaggio della corrente il chiodo al catodo si è ricoperto un pocodi ramee quello all’anodo si è un poco schiarito