Witam!
Od pewnego czasu nurtuje mnie to pytanie, postaram się je przedstawić w postaci konkretnego sztampowego przykładu.
Podczas elektrolizy r-r CuSO4 używając elektrod grafitowych dochodzi do konkretnych reakcji:
K(-): Cu2+ + 2e- Cu
A(+): 2H2O 4H+ + O2 + 4e-
I to jest dla mnie jasne. Wtedy na katodzie wytrąca się czysta miedź, na anodzie nie dzieję się nic, a stężenie Cu2+ w roztworze maleje.
Sprawa komplikuje się, kiedy używamy w tym przypadku elektrod miedzianych. Dochodzi wtedy do następujących reakcji:
K(-): Cu2+ + 2e- Cu
A(+): Cu Cu2+ + 2e-
Nie za bardzo rozumiałem dlaczego anoda się roztwarza, jednak po chwili zaargumentowałem sobie to tak: No dobra, elektrony przepływają z anody do katody przez co anoda staje się dodatnia i jony trafiają do r-r, a na katodzie dochodzi do redukcji dzięki elektronom, które napłynęły z anody. Po chwili jednak przeczytałem, że tak jest w OGNIWACH, a w ELEKTROLIZERZE dochodzi do odwrotnego przepływu prądu czyli od katody do anody.
Stąd wynikają moje wątpliwości:
1. Dlaczego katoda jest ujemna podczas elektrolizy skoro od niej rzekomo elektrony odpływają oraz anoda dodatnia skoro elektrony napływają?
2. Dlaczego o zgrozo w ogniwach jest dokładnie na odwrót?! Skoro do katody dopływają elektrony z anody to czemu jest ona dodatnia, a anoda ujemna?
3. Dlaczego w takim razie anoda w tym przykładzie rozkładała się i jony miedzi przechodziły do roztworu.
Bardzo proszę o wyrozumiałość i wyjaśnienie. Moja nauczycielka chemii nie potrafi uczyć wcale i nie umie odpowiedzieć mi na to pytanie odsyłając mnie do książek. Jestem samoukiem, a książki na ten temat piszą jakby ogólnie, pokrętnie lub w sposób dla mnie nie zrozumiały. Czy jest w stanie ktoś wyjaśnić mi (i być może komuś jeszcze) na chłopski rozum te dwa zjawiska?
Pozdrawiam
M.Sz.
Elektrolizer, a ogniwo
- Giardia Lamblia
- Posty: 3156
- Rejestracja: 26 cze 2012, o 20:19
Re: Elektrolizer, a ogniwo
Przepływ prądu zawsze jest od + do -.szamich94 pisze:1. Dlaczego katoda jest ujemna podczas elektrolizy skoro od niej rzekomo elektrony odpływają oraz anoda dodatnia skoro elektrony napływają?
Przepływ elektronów jest w odwrotnym kierunku, czyli zawsze od - do +.
Jeżeli ustalimy z której elektrody do której ma miejsce przepływ prądu, to jesteśmy w stanie, odnosząc się do powyższych założeń, ustalić umowny znak elektrody.
Jak wyżej.szamich94 pisze:2. Dlaczego o zgrozo w ogniwach jest dokładnie na odwrót?! Skoro do katody dopływają elektrony z anody to czemu jest ona dodatnia, a anoda ujemna?
Przepływ prądu od + do -.
Elektrony od - do +.
ZAWSZE!
Przepływ elektronów między elektrodami ogniwa jest w odwrotnym kierunku w stosunku do elektrod elektrolizera, stąd odwrotne znaki tychże elektrod.
Nie jestem w stanie w tym momencie napisać czemu, jak nikt nie odpisze to jeszcze poszukam. Należy jednak pamiętać, że tak rzeczywiście jest - eletroda miedziana będzie się roztwarzać.szamich94 pisze:3. Dlaczego w takim razie anoda w tym przykładzie rozkładała się i jony miedzi przechodziły do roztworu.
Re: Elektrolizer, a ogniwo
No, dobra. Zrozumiałem o co chodzi. Prąd płynie w przeciwną stronę niż elektrony ok, ale dalej nie rozumiem dlaczego katoda jest ujemna i anoda dodatnia w elektrolizerze i na odwrót w ogniwie.
Nie bardzo to widzę:
Na katodzie dochodzi do redukcji czyli zmniejszenia stopnia utlenienia. Zmniejszamy stopień utlenienia elektronami czyli to nieszczęsne K(-): Cu2+ + 2e- = Cu, ale dlaczego katoda jest ujemna. Według mnie byłaby wtedy kiedy:
*Metal z tej elektrody w postaci jonów przechodziły do r-r (przez co ładowałby się ujemnie), ale tak jest na anodzie /
*Gdyby elektrony były do niego dostarczane, ale są odbierane
*Gdyby wokół niego gromadziły się jony naładowane ujemnie, ale tak też się nie dzieje, gdyż do niego dopływają jony naładowane dodatnio.
Z tego by wynikało, że ładunki + i - są dosłownie umowne tylko by wyznaczyć, w która stronę płynie prąd (ładunki dodatnie) i związany z tym odwrotny ładunek elektronów?
Jeżeli tak, to co z tą nieszczęsną roztwarzającą się anodą?
Nie bardzo to widzę:
Na katodzie dochodzi do redukcji czyli zmniejszenia stopnia utlenienia. Zmniejszamy stopień utlenienia elektronami czyli to nieszczęsne K(-): Cu2+ + 2e- = Cu, ale dlaczego katoda jest ujemna. Według mnie byłaby wtedy kiedy:
*Metal z tej elektrody w postaci jonów przechodziły do r-r (przez co ładowałby się ujemnie), ale tak jest na anodzie /
*Gdyby elektrony były do niego dostarczane, ale są odbierane
*Gdyby wokół niego gromadziły się jony naładowane ujemnie, ale tak też się nie dzieje, gdyż do niego dopływają jony naładowane dodatnio.
Z tego by wynikało, że ładunki + i - są dosłownie umowne tylko by wyznaczyć, w która stronę płynie prąd (ładunki dodatnie) i związany z tym odwrotny ładunek elektronów?
Jeżeli tak, to co z tą nieszczęsną roztwarzającą się anodą?
Re: Elektrolizer, a ogniwo
Dodatkowo, jeżeli podczas elektrolizy z katody elektrony odpływają do anody, to czemu ciągle jest tam możliwe zajście redukcji, skoro podczas redukcji elektrony zmniejszają stopień utlenienia danego jonu?
K(-) Cu2+ + 2e- = Cu
K(-) Cu2+ + 2e- = Cu
- Giardia Lamblia
- Posty: 3156
- Rejestracja: 26 cze 2012, o 20:19
Re: Elektrolizer, a ogniwo
Rozumiem, że ogniwo (procesy samorzutne) jest zrozumiałe.
W elektrolizie przepływ elektronów traktujemy trochę inaczej - samorzutność tutaj nie ma miejsca. To nie będzie tak, że dokładnie ten elektron który (w ogniwie) został oddany na anodzie zostanie zużyty na katodzie do redukcji.
a) bateria powoduje, że jedna elektroda będzie naładowana ujemnie, a druga naładowana dodatnio.
Siłą napędzającą elektrolizę jest ruch jonów dodatnich (mogących się redukować) do elektrody ujemnej (a więc katody - bo tam zachodzi redukcja) oraz ruch jonów ujemnych (mogących się utlenić) do elektrody dodatniej (anody - bo tam zachodzi utlenianie).
Co się dzieje? Najprościej - na jednej elektrodzie jony jednego rodzaju łapią elektrony, a na drugiej elektrodzie zupełnie inne jony oddają swoje elektrony. Ogólny efekt wydaje się być taki, jakby elektrony przeskakiwały z jednej elektrody na drugą - jednakże nie przechodzą one przez roztwór elektrolitu.
Przeciwnie na anodzie - ona bardzo chce dostać jakieś elektrony, w końcu jest naładowana dodatnio i jest jej to nie na rękę".
Ten przepływ elektronów od - do + może wydawać się naciągany, natomiast jeżeli popatrzysz na to całościowo, czyli:
katoda (-) oddaje elektrony czemuś co jest w roztworze, a coś co jest w roztworze oddaje elektrony anodzie (+)
zaczyna mieć to sens.
Mam nadzieję, że odpowiedź jeszcze na coś się przyda
W elektrolizie przepływ elektronów traktujemy trochę inaczej - samorzutność tutaj nie ma miejsca. To nie będzie tak, że dokładnie ten elektron który (w ogniwie) został oddany na anodzie zostanie zużyty na katodzie do redukcji.
a) bateria powoduje, że jedna elektroda będzie naładowana ujemnie, a druga naładowana dodatnio.
Siłą napędzającą elektrolizę jest ruch jonów dodatnich (mogących się redukować) do elektrody ujemnej (a więc katody - bo tam zachodzi redukcja) oraz ruch jonów ujemnych (mogących się utlenić) do elektrody dodatniej (anody - bo tam zachodzi utlenianie).
Co się dzieje? Najprościej - na jednej elektrodzie jony jednego rodzaju łapią elektrony, a na drugiej elektrodzie zupełnie inne jony oddają swoje elektrony. Ogólny efekt wydaje się być taki, jakby elektrony przeskakiwały z jednej elektrody na drugą - jednakże nie przechodzą one przez roztwór elektrolitu.
Ma nadmiar elektronów, miedź ma za mało. Katoda więc odda swoje elektrony zobojętniając elektrycznie miedź.szamich94 pisze:Na katodzie dochodzi do redukcji czyli zmniejszenia stopnia utlenienia. Zmniejszamy stopień utlenienia elektronami czyli to nieszczęsne K(-): Cu2+ + 2e- = Cu, ale dlaczego katoda jest ujemna. Według mnie byłaby wtedy kiedy:
Przeciwnie na anodzie - ona bardzo chce dostać jakieś elektrony, w końcu jest naładowana dodatnio i jest jej to nie na rękę".
Bo one nie odpływają do anody, tylko przechodzą do jonów (kationów) które się zredukują. Tam ich wędrówka się kończy.szamich94 pisze:Dodatkowo, jeżeli podczas elektrolizy z katody elektrony odpływają do anody, to czemu ciągle jest tam możliwe zajście redukcji, skoro podczas redukcji elektrony zmniejszają stopień utlenienia danego jonu?
Ten przepływ elektronów od - do + może wydawać się naciągany, natomiast jeżeli popatrzysz na to całościowo, czyli:
katoda (-) oddaje elektrony czemuś co jest w roztworze, a coś co jest w roztworze oddaje elektrony anodzie (+)
zaczyna mieć to sens.
Mam nadzieję, że odpowiedź jeszcze na coś się przyda
-
- Podobne tematy
- Odpowiedzi
- Odsłony
- Ostatni post
-
- 0 Odpowiedzi
- 2139 Odsłony
-
Ostatni post autor: niejasna
17 sty 2015, o 18:04
-
-
Chemia:Szereg napięciowy i ogniwo ołowiane. Problem z teorią i jednym zadaniem.
autor: Zdenerwowany Student » 15 lis 2019, o 18:36 » w Chemia w szkole i na studiach - 0 Odpowiedzi
- 980 Odsłony
-
Ostatni post autor: Zdenerwowany Student
15 lis 2019, o 18:36
-
Kto jest online
Użytkownicy przeglądający to forum: Obecnie na forum nie ma żadnego zarejestrowanego użytkownika i 5 gości