Kísérletek leírása
Az elektrolízissel állítanak elő, vagy tisztítanak fémeket, fejlesztenek bizonyos gázokat, készítenek bevonatokat.
Sokféle elrendezéssel, eszközzel találkozhatunk az elektromos áram és a vegyületek kölcsönhatását vizsgáló elektrokémiában és kémiai technológiában. Vannak olyan elektrolízis folyamatok, amelyek extrém körülmények között hajthatók végre. Pl.: Alumínium olvadékelektrolízise, vagy higanykatódos NaCl-oldat elektrolízise.
Kísérletek menete
Két elektródának ceruzák grafit belét válasszuk. A kihegyezett ceruzahegy körül a leváló anyag jól megfigyelhető.
Az elektromos csatlakozáshoz a ceruzákon a grafithoz máshol is hozzá kell férni. Egy fúrógépbe szerelt köszörűkővel pontosan a grafitig reszeljük le a faburkolatot.
A ceruzákat, krokodil-csipeszbe végződő rövid vezetékekkel, 4,5 V-os lapos elemhez csatlakoztassuk.
Ezüst-nitrát-oldat elektrolízise
• 3-4 cm3 ezüst-nitrát-oldatot öntsünk egy lapos kristályosító csészébe. Mártsuk a ceruzák hegyét a folyadékba.
• Az áramkör zárása után 10-20 másodperccel az anódon gázfejlődést és a katódon ezüst kiválást lehet megfigyelni.
Ólom-nitrát-oldat elektrolízise
Híg ólom-nitrát-oldat (Pb(NO3)2) elektrolízisét végezzük el a ceruzákkal a kristályosító-csészében. Az anódon most is oxigén gáz fejlődik. A katódon leváló fém ólom most más struktúrát mutat mint az előző kísérletben.
Fenolftaleines víz elektrolízise
Adjunk 1-2 csepp fenolftaleint csapvízhez!
A víz elektrolíziskor a katódon és az anódon is gázfejlődést tapasztalunk. Mindkét elektródán a víz molekulák bomlanak.
Univerzál indikátort tartalmazó víz elektrolízise
Adjunk 1-2 csepp univerzál indikátort csapvízhez és végezzük el az elektrolízist!
A katód és anód folyamat azonos az előzővel.
A semleges, zöld oldat a katódnál sötétkék-lila és az anódnál sárga színűvé válik.
Biztonsági információk:
Az ezüst-nitrát- és ólom-nitrát-oldatot felhasználás után gyűjtőtartályba öntsük és ne szennyezzük környezetünket!
Szükséges anyagok és eszközök:
Szükséges anyagok és eszközök: 2 darab ceruza, AgNO3-oldat, Pb(NO3)2-oldat, kristályosító-csészék, fenolftalein-oldat, univerzál indikátor.
Magyarázat
Ezüst-nitrát elektrolízis
Katód folyamat: Ag+ + e- = Ag
Anód folyamat: H2O = 1/2 O2 + 2 H+ +2 e-
A katódon, a negatív elektródon leváló ezüst fraktál-szerkezetét figyelhetjük meg.
Ólom-nitrát-oldat elektrolízise
Katód folyamat: Pb2+ + 2 e- = Pb
Fenolftaleines víz elektrolízise
Katód folyamat: 2 H2O + 2 e- = H2 + 2 OH-
Anód folyamat: H2O = 1/2 O2 + 2 H+ +2 e-
A katód közelében a hidroxid-ion koncentráció megnő. Ezt az oldat piros színeződése mutatja.
