Elektrolys av CaCl2 och KBr

Hej! Det är inte riktigt rätt. Tänk på att du har en vattenlösning av två salter. När ett salt är upplöst är det uppdelat i joner. I detta fall jonerna Ca²⁺, Cl^-, K⁺ och Br^-. Eftersom du har en vattenlösning finns även vattenmolekyler närvarande.

Alla dessa fem ämnen kan oxideras eller reduceras. Kolla i din lista över normalpotentialer (bör finnas i läroboken eller formelsamlingen) om du hittar några reaktioner som innehåller dessa ämnen som reaktanter eller produkter. Vad är reaktionernas normalpotentialer? 

Ja jag har en lista över normalpotentialer

Cl- har normalpotential 1,36 

Br- har normalpotential 1,07

Ca2+ har normalpotential -2,87

K+ har normalpotential -2,92

Kommer Cl- och Br- oxidera och Ca2+ och K+ reducera? Är jag på rätt väg? De som oxiderar hamnar ju vid anoden? Vad gör jag med normalpotentialerna?

Tänk på att man alltid skriver tabellvärden för normalpotentialer som reduktioner. Om man tar ditt första exempel "Cl- har normalpotential 1,36" så menar du egentligen att reaktionen Cl₂ + 2e^- --> 2Cl^- har normalpotentialen +1,36 V. Men du har inte klorgas i din lösning, utan kloridjoner. Man måste då vända på reaktionen, dvs 2Cl^- --> Cl₂ + 2e^-. Man kan visa att normalpotentialen då byter tecken, dvs normalpotentialen för den omvända reaktionen är -1,36 V.

När du utför elektrolys kommer något att oxidera vid anoden medan något reduceras vid katoden. Det som är lättast att oxidera i lösningen, alltså har högst normalpotential, kommer att oxideras. Motsvarande gäller för reduktionerna.

Det finns åtminstone tre möjliga oxidationer du behöver titta på - oxidation av kloridjoner, bromidjoner respektive vatten. Du har glömt att ta med vatten i din sammanställning.

Det finns åtminstone tre möjliga reduktioner. Även här har du glömt att ta med vatten.

Reduktionerna blir väl:

Ca2+  + 2e-  --> Ca(s)   normalpotentialen: -2,87

K+  +     e-   --> K(s)    normalpotentialen: -2,92

kommer vatten att reduceras så här:?

2 H2O + 2e-  ---> 2OH-  + H2(g)   normalpotential: -0,83

Ja det stämmer! Vilken av dessa reduktioner kommer att ske?

Jag gissar på Ca2+ och H2O och att Kaliumjonen är en åskådarjon?

Det är bara en av dessa tre reduktioner du har skrivit som kommer att ske. Det är alltså kalciumjoner, kaliumjoner eller vatten som reduceras.

Det som har högst normalpotential är det som kommer att ske. Det visar vilket ämne som är lättast att reducera.

Så detta blir reduktionen? 2 H2O + 2e-  ---> 2OH-  + H2(g)  då vattnet har högst normalpotential.

Blir då detta oxidationen?

2 Br- --> Br2(l) + 2e-  eftersom att bariumjonen har högst normalpotential utav barium, vatten och klorid. Men varför kan det inte ske flera reduktioner och oxidationer?

Helt riktigt, men ”Br” är beteckningen för brom, så du har bromidjoner och inte bariumjoner (Ba är beteckningen för barium).

Bromidjonerna är de som lättast avger elektroner, så de oxideras först. Man skulle kunna betrakta dem som ”minst ädla”. På motsvarande sätt är vatten det ämne som är lättast att reducera.

Sen är det lite av en sanning med modifikation att det bara sker en enda reduktion och oxidation. I praktiken kan flera av dem ske parallellt. T.ex. kommer bromidjonerna närmast anoden att ta slut ganska fort, så fler bromidjoner måste diffundera dit från resten av lösningen. Om det inte sker tillräckligt snabbt kanske något av de andra ämnena börjar oxidera istället.

Valet av elektroder kan också påverka vad som sker. Du frågade tidigare om det är viktigt att det är kolelektroder. I denna uppgift var det inte viktigt, men olika ämnen är olika lätta att bilda på vissa elektroder. Det kan man inte se genom att titta på normalpotentialer.

Så om jag inte förstått fel sker dessa reaktioner: 

anodreaktion: 

2Br- ---> Br2(aq) + 2e- 

Katodreaktion: 

2 H2O(aq) + 2e- ---> 2OH-  + H2(g) 

Totalreaktion: 

2Br-(aq) + 2H2O(aq) --> 2OH-(aq)   + H2(g) + Br2(aq)

Men vad händer med resterande joner? Står det kvar som åskådarjoner? Eller reagerar de med varandra

Ja det är rätt. Resterande joner är åskådarjoner.