Dalam sebatian lebur, hanya ion sebatian itu sendiri yang ada. Dalam larutan akueus (aqueous), air menambah H⁺ dan OH⁻, jadi setiap elektrod mempunyai pilihan. Pelajaran ini memberi set peraturan ringkas untuk kes mudah, dan anda perlu menyemak sukatan pelajaran untuk skop yang tepat.
Ia berbanding terus dengan hasil lebur dan menggunakan persamaan setengah untuk menulis keputusan. Mengetahui logam mana lebih reaktif membantu, seperti dalam logam dan kereaktifan.
Apakah rutin membuat keputusan?
Gunakan dua soalan yang sama setiap kali.
Di katod (negatif): adakah logam kurang reaktif daripada hidrogen? Jika ya, logam terbentuk. Jika tidak, hidrogen terbentuk.
Di anod (positif): adakah ion halida (klorida, bromida, iodida) ada dalam kepekatan yang sesuai? Jika ya, halogen terbentuk. Jika tidak, oksigen terbentuk.
Dengan elektrod aktif seperti kuprum dalam kuprum(II) sulfat, anod itu sendiri boleh larut. Ini mengubah peraturan anod, dan penyaduran elektrik menggunakannya.
Contoh berlangkah
Bandingkan tiga sel, semuanya dengan elektrod lengai.
| Elektrolit | Ion yang ada | Katod | Anod |
|---|---|---|---|
| Natrium klorida lebur | Na⁺, Cl⁻ | natrium | klorin |
| Larutan natrium klorida pekat | Na⁺, Cl⁻, H⁺, OH⁻ | hidrogen | klorin |
| Larutan kuprum(II) sulfat | Cu²⁺, SO₄²⁻, H⁺, OH⁻ | kuprum | oksigen |
Penaakulan baris kedua: natrium lebih reaktif daripada hidrogen, jadi H⁺ dinyahcas: 2H⁺ + 2e⁻ → H₂. Klorida ialah halida dan pekat, jadi Cl⁻ dinyahcas: 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻. Ion Na⁺ dan OH⁻ kekal dalam larutan, yang menjadi larutan natrium hidroksida.
Penaakulan baris ketiga: kuprum kurang reaktif daripada hidrogen, jadi Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu. Tiada halida, jadi ion hidroksida melepaskan elektron: 4OH⁻ → 2H₂O + O₂ + 4e⁻. Larutan kehilangan ion kuprum dan menjadi lebih berasid.
Idea bahaya dalam perkataan: klorin ialah gas toksik dan mengakis, sebab itu sel klorin industri direka untuk mengekalkan gas itu tertutup. Halaman ini hanya meliputi penaakulan.
Nota ringkas tentang asid cair
Bagi asid sulfurik cair, ion yang ada ialah H⁺, OH⁻ dan SO₄²⁻. Hidrogen terbentuk di katod (4H⁺ + 4e⁻ → 2H₂) dan oksigen di anod (4OH⁻ → 2H₂O + O₂ + 4e⁻).
Empat elektron memberi 2 H₂ dan 1 O₂, jadi gas berada dalam nisbah isi padu 2 : 1. Perubahan bersih ialah air terurai: 2H₂O → 2H₂ + O₂.
Kesilapan yang perlu dielakkan
Kesilapan biasa ialah membawa jawapan lebur ke kes akueus.
Jawapan yang salah: “Larutan natrium klorida pekat menghasilkan natrium di katod.”
Natrium lebih reaktif daripada hidrogen, jadi ion hidrogen dinyahcas, bukan ion natrium.
Pembetulannya ialah menyenaraikan keempat-empat ion, kemudian menggunakan dua soalan itu. Tulis “lebur” atau “akueus” pada permulaan kerja anda sebelum bermula.
Semak diri anda
1. Ramalkan hasil larutan kuprum(II) sulfat dengan elektrod lengai.
Lihat jawapan
Katod: kuprum (kurang reaktif daripada hidrogen). Anod: oksigen (tiada halida).
2. Ramalkan hasil larutan natrium klorida pekat dengan elektrod lengai, dan namakan bahan yang tinggal dalam larutan.
Lihat jawapan
Katod: hidrogen. Anod: klorin. Tinggal dalam larutan: natrium hidroksida, daripada Na⁺ dan OH⁻.
3. Gas apakah yang terbentuk dalam elektrolisis asid sulfurik cair, dan dalam nisbah isi padu berapa?
Lihat jawapan
Hidrogen di katod dan oksigen di anod, dalam nisbah isi padu 2 : 1, kerana 4 elektron membebaskan 2 H₂ dan 1 O₂.
Langkah seterusnya
Seterusnya, tafsir gambar rajah penyaduran elektrik dengan selamat, yang menggunakan elektrod aktif. Guru mol dan nisbah persamaan membantu apabila soalan meminta kuantiti hasil.
Jika peraturan akueus masih kabur, guru kami boleh menguji penaakulan anda pada sel baharu dalam tuisyen Kimia dalam talian satu dengan satu.