Elektrolys
Hej pluggakuten. Jag har stött på en uppgift som har fått mig att gnaga fingrarna. Uppgiften behandlar redoxreaktioner och reaktiva elektroder.
- Man vill få bort rost från järn genom en elektrolys. Rostbiten, , kopplas till minuspolen och en kolelektrod kopplas till pluspolen. Då ska följande reaktion ske: ...(forts. av uppgift)
Min första fråga angår hur denna reaktion ser ut. Elektroner från batteriet rör sig till rostbiten... och sen vad? Förut har jag behandlat elektrolys som en lösning av ett ämne som övergår till fastform. I den här uppgiften är det snarare elektroden som reduceras och blir till fast järn.
Min andra fråga är vilken reaktion som sker i anoden. Jag anar att det är syre från elektrolyten, men då borde väl reaktionen inte se ut som den gör?
Det finns inte någon förening som skrivs FeO3, däremot Fe2O3. Det reduceras vid katoden enligt
Fe2O3 + 6e- + 3H2O --> 2Fe + 6OH-
Vid anoden sker oxidation av vatten enligt
2H2O --> O2 + 4H+ + 4e-
Lägger man ihop dessa reaktioner fås totalreaktionen
2Fe2O3 --> 4Fe + 3O2
Kanske en dum fråga, men hur vet man att det är den reaktionen som sker i katoden?
Det beror lite på vad man använder som elektrolyt, men om vi antar att elektrolyten är inert (dvs inte kan oxideras eller reduceras på ett enkelt sätt) kvarstår oxidation av vatten som alternativ för anoden. Reduktion och oxidation av vatten är alltid möjligt vid elektrolys av vattenlösningar.
Tillägg: 8 dec 2024 15:27
Ser nu att du skrev katoden medan jag svarade angående anoden. Vad gäller katoden så vet man att det bildas metalliskt järn, det är produkten när järnjonerna i rosten reduceras. Oxidjonerna måste då försvinna ut i vattenlösningen, men dessa är inte stabila i vattenlösning utan omvandlas direkt till hydroxidjoner genom reaktion med vatten. Oxidjonen är en mycket stark bas.
Okej jag tror jag förstår!
