Elektrolys av Saltsyra vilket ph bildas?
Fråga: Saltsyra(HCI) elektrolyseras, 250 ml med 1.0 ph. Gaserna samlas ihop via anod och katod. Gasen som bildas (m) är 11,84 mg. Vad är ph efter experimentet?
Jag börjar med att ställa upp anod och katodreaktionerna.
Anodreaktion: 2Cl(-) → Cl2 + (2e-) = 2 kloridjoner lämnar ifrån sig elektroner och binder till en klorgasmolekyl det sker en oxidation. Klorgas samlas i anoden.
Katodreaktion: 2H(+) + (2e-) → H2 = 2 vätejoner tar upp två elektroner och binder till vätgas, det sker en reduktion. Vätgas samlas i katoden.
Förenkling: 2H+ + 2CL- --> Cl2 (g) + H2 (g) Molförhållandet blir samma mellan kloridjoner och vätejoner
ph innan experimentet är = 1 dvs det finns 0,1 oxoniumjoner i lösningen.
Koncentrationen oxoniumjoner är 0,1 och volymen 250 ml = 0,25 dm3
n = V* n = 0,25 * 0,1 = 0,025 mol oxoniumjoner
Vet inte riktigt hur jag går jag vidare sen? Massan av gasen som bildas är 11,84 mg. Ph borde blir högre då vätejonerna blir till gas.
Massan för H är n* M = m = 0,0025 mol * 1 g/mol = 0,025 g
Vi kan nu räkna ut hur mycket mol oxoniumjoner som finns i den nya lösningen. Gasen har molmassan(2*1 + 2* 35,45) =
0,025 g- 0,01184g / 72,9 g/mol = 0,02337 mol oxoniumjoner kvar. Tänker jag rätt? Eller ska molmassan vara för(HCI)?
Du slarvar med en del beteckningar (det ska t.ex. stå HCl med litet L och inte HCI med stort i) och du har glömt att skriva ut enheter på en del ställen, samt blandat ihop 0,025 och 0,0025. Det verkar dock som att du har kommit fram till att det fanns 0,025 mol vätejoner/oxoniumjoner i lösningen. Det enklaste är nog sen att räkna ut hur många mol vätejoner det går åt för att bilda 11,84 mg vätgas. Det som finns kvar i lösningen efter elektrolysen är mellanskillnaden.
Ja precis menade Cl.
Så jag tar ursprungsmassan minus massan för vätejonerna som blir till gas.
0,01184g- 0,0025g / 72,9 g / mol = 0,00934 mol vätejoner kvar. Sen kan jag väl beräkna vätejon koncentrationen för nuvarande lösning. Vilket är c=n/V. dvs:
c= 0,00934 mol /0,25 dm3 = 0,03736 mol/ dm3 ?
Jag ser nu att jag slarvläste uppgiften och tolkade det som att det bildades 11,84 mg vätgas, men det är bägge gaserna som tillsammans väger så mycket. Substansmängden vätgas som bildas blir då
0,01184/72,9 = 0,0001624… mol
(72,9 g/mol eftersom det är molmassan hos en mol vätgas plus en mol klorgas)
För att bilda 0,0001624 mol vätgas krävs 0,0003248… mol vätejoner.
Om det fanns 0,025 mol vätejoner så finns det kvar 0,0246752 mol efter elektrolysen. Man kan anta att volymen är oförändrad och att koncentrationen därför blir ca 0,0987 mol/dm3 vilket ger pH-värdet 1,01.
Det ger en väldigt liten förändring av pH, så jag funderar på om det verkligen är så man ska tolka uppgiften eller om man trots allt syftar på massan vätgas som bildas. Vad säger facit?
