Elektrolys - veta vad som reagerar
Hej!
Jag behöver verkligen hjälp med denna uppgift: "Man elektrolyserar en vattenlösning av litiumfluorid mellan två kolelektroder. Skriv formeln för anod- och katodreaktionerna."
Hur vet man om det är vattnet eller litium- och/eller fluoridjonerna som reagerar. Jag antar att litiumjonerna inte plockar upp elektroner, eftersom att de i reaktion med vatten på en gång blir till litiumjoner igen, samt bildar hydroxidjoner och vätgas (något som vattnet själv bildar i reaktionen vid katoden). Men hur ska jag tänka vid anoden? Kan jag jämföra normalpotentialerna på något sätt?
Väldigt tacksam för hjälp :)
De möjliga katodreaktionerna är Li2+ + 2e- → Li och 2H2O + 2e- → 2H2 + 2OH-.
De möjliga anodreaktionerna är 2F- → F2 + 2e- och 2H2O → O2 + 4H+ + 4e-.
När du ska avgöra vilken som sker i vattenlösning måste du titta på vilken reduktions- respektive oxidationsreaktion som har störst potential. Det kan du se i normalpotentialtabellen. Kom ihåg att om du tittar på potentialen för en oxidation måste du vända tecknet hos potentialen du hittar i normalpotentialtabellen.
En annan sak som kan vara bra att veta är att den minst ädla metallen man kan framställa genom elektrolys i vattenlösning är zink. Litium är en mindre ädel metall än zink.
OK, litium är jag med på och tack, bra att ha koll på att zink är den minst ädla metallen som kan framställas genom elektrolys i en vattenlösning (den ligger ju precis under vatten i tabellen).
För reaktionen 2F- → F2 + 2e- är NP -2,87 V.
Jag ser dock inte 2H2O → O2 + 4H+ + 4e- min tabellsamling...
Svaret är att det är fluoridjonerna som reduceras till fluorgas. Jag förstår dock inte hur det kan vara möjligt med tanke på att fluor är det mest reaktiva ämnet som absolut inte vill vara i grundämnestillstånd. Det borde väl vara enklare att oxidera vattnet?
Jag ser dock inte 2H2O → O2 + 4H+ + 4e- min tabellsamling...
Den är visst där.
Flouridjonerna reduceras inte till flourgas, de oxideras!
Ja, nu ser jag, tack!
Och ja, såklart, oxiderar menar jag.
Vattnet har ju då NP -1,23 V. Hur hjälper det mig att förstå att det är den som oxideras?
Den reaktion som har högst potential är den som kommer ske.
Men den för fluor är ju mer negativ och har lägst potential?
Ja, så är det. Jag skulle säga att vatten reagerar vid både anod och katod, utifrån normalpotentialtabellen. Kanske är detta ett undantag? Det finns vissa undantag.
Ok, men generellt sett så ska man jämföra NP. Vid katoden ska man se vilken som har lägst NP och vid anoden vilken som har högst, eller?
Är kloridjoner och klorgas också ett undantag i så fall? (Den är jag säker på oxiderar, för det har vi gjort på lab)
Jag tror det är fel i facit, vatten bör oxideras istället för fluoridjonerna. I fallet med kloridjoner får man faktiskt klorgas p.g.a. ett fenomen som kallas överpotential. Detta kan dock inte förklara varför det skulle bildas fluorgas.
Kan man veta ifall fenomenet överpotential gäller eller inte? Jag undrar även om jag kan använda det som jag skrev innan ("Vid katoden ska man se vilken som har lägst NP och vid anoden vilken som har högst, eller?") som en tumregel?
Tumregeln är att den reaktion med högst potential av de som är möjliga är den som kommer ske.
När du kollar på oxidationen måste du vända tecknet.
Stämmer inte det som jag skrev då? Med tanke på att man måste vända på tecknet, eller var fick jag det fel?
Nej. Det borde vara tvärtom. Vid katoden ska man se vilken som har högst NP och vid anoden ska man se vilken som har lägst.
Blandar alltid ihop det! Menar du att det är den med högst respektive lägst NP som reagerar? För i så fall har ju t.ex litium högre än vatten, men det är ju vattnet som reagerar. Jag menar alltså att den som har lägst NP vid katoden som reagerar (efter att man har bytt tecken) och att den som har högst NP vid anoden reagerar (efter att man har bytt tecken). Blandar jag ihop det nu ändå?
Ja, du blandar ihop det. Du ska inte vända på något tecken för reaktionen vid katoden, vid katoden sker reduktion och normalpotentialen är för reduktionsreaktionen!
Jag tycker du gör det onödigt komplicerat. Håll dig till tumregeln jag skrev ovan så löser det sig.
Ja, såklart!
"Vid katoden reagerar den med högst normalpotential och vid anoden reagerar den med lägst." Visst? :)
Eller vänta... Är det inte det med högst som bildas vid anoden också eftersom att man byter tecken?
Förlåt, jag är jätteförvirrad! Jag tror att jag är med på katoden i alla fall. Den ned lägst NP oxiderar där. Sen när det kommer till anoden tänker jag att man måste kolla på vilken som helst vill vara i jonform. NP sjunker uppåt efter min tabell, men eftersom den visar reduktion måste jag byta tecken på grund av att det sker en oxidation vid anoden. Borde det inte betyda att NP ska vara så hög som möjligt även här?
Eller får man tänka närmast 0, oberoende av tecken, för i så fall "ringar" ju vattnet in dem?
Jag förstår nu! Behövde läsa igenom allt igen och sova på det :) Tack så jättemycket för hjälpen
