10 Z reakcijami v mavrični svet kemije 2022

Razlaga poskusa V galvanskem členu potekajo spontane eksotermne reakcije, pri katerih se sprosti električna energija. Poznamo pa tudi obratne primere, ko s pomočjo električnega toka izvedemo endotermne reakcije. Takšen primer je elektroliza, ki poteče pod vplivom enosmerne napetosti. Elektrolizno celico sestavljata dve elektrodi, priključeni na vir enosmerne napetosti. Razlika med elektroliozo in galvanskim členom je v polariteti elektrod – pri elektrolizi je anoda pozitivna elektroda, katoda pa negativna. Na anodi poteka oddajanje elektronov (oksidacija), na katodi pa sprejemanje elektronov (redukcija); elektroliza je torej primer redoks reakcije. Elektroliziramo lahko taline ali vodne raztopine snovi, ki prevajajo električni tok. Mi smo kot elektrolit uporabili 2 M raztopino kositrovega diklorida (SnCl 2 ), v kateri so na začetku prisotni kositrovi Sn 2+ in kloridni Cl - ioni (slika 6).

Slika 6 Delci v raztopini elektrolita pred elektrolizo

- DC +

Cl -

Cl -

Sn 2+

Cl -

Sn 2+

Cl -

Cl -

katoda

anoda

Sn 2+

Cl -

V raztopini elektrolita so prosto gibljivi kositrovi in kloridni ioni.

Pod vplivom enosmerne napetosti začnejo kositrovi Sn 2+ ioni potovati proti katodi, kloridni Cl - ioni pa proti anodi. Na katodi kositrovi Sn 2+ ioni sprejmejo 2 elektrona in se reducirajo, izloči se elementarni kositer v obliki drobljivih kristalov: Sn 2+ + 2e - → Sn 0 Na anodi kloridni ioni oddajo elektrone, pri tem nastane plinasti klor (Chatzida, 2022). Verjetno se na strani anode oksidira tudi nekaj kositrovih Sn 2+ ionov do Sn 4+ ionov, pri čemer nastaja v vodi topen SnCl 4 (NileRed, 2016): 2 Cl - → Cl 2 (g) + 2e - Sn 2+ → Sn 4+ + 2e -

Kot produkta sekundarne reakcije na elektrodah nastajata kisik in vodik; na katodi se tvori vodik, na anodi pa kisik (slika 7).

77