Transcript Elektrolýza vodného roztoku chloridu sodného Využitie elektrolýzy

Kód ITMS projektu: 26110130519
Gymnázium Pavla Jozefa Šafárika – moderná škola tretieho tisícročia
Elektrolýza
Vzdelávacia oblasť:
Človek a príroda
Predmet
Fyzikálny seminár
Ročník, triedy:
4. ročník
Tematický celok:
Elektrický prúd v elektrolytoch
Vypracoval:
Mgr. Jolana Szanková
Dátum:
január 2014
Obsah
1.
2.
3.
4.
5.
Elektrolýza
6.
Elektrolyt
Katióny, anióny
7.
Elektrolýza chloridu
8.
meďnatého
Elektrolýza taveniny
chloridu sodného
Elektrolýza
vodného roztoku
chloridu sodného
Využitie elektrolýzy
Zdroje
2
Elektrolýza
• Fyzikálno-chemický dej,
spôsobený prechodom elektrického
prúdu cez elektrolyt, pri ktorom dochádza k
chemickým zmenám na elektródach.
• Kvantitatívnym výskumom elektrolýzy sa
zaoberal Michael Faraday - odvodil dva
základné zákony elektrolýzy (1833).
• Pri elektrolýze dochádza k rozkladu
chemických látok jednosmerným elektrickým
prúdom.
3
Elektrolyt
• Elektrolyt
Elektrolyt - chemická
látka, ktorá po rozpustení
vo vode (rozpúšťadle)
tvorí elektricky vodivý
roztok (NaCl).
• Molekuly elektrolytu sa
pri rozpúšťaní ionizujú na
elektricky nabité ióny
(katióny, anióny).
4
Katióny, anióny
• Po pripojení elektród k zdroju elektrického
napätia katióny smerujú k zápornej
elektróde (katóde), kde
dochádza k ich redukcii,
anióny smerujú ku kladnej
elektróde (anóde), kde
dochádza k ich oxidácii
5
Elektrolýza chloridu meďnatého
• Do roztoku chloridu meďnatého
sú
ponorené dve grafitové elektródy, ktoré sú
pripojené k zdroju jednosmerného elektrického
napätia.
• Vodný roztok obsahuje ióny: Cu2+, H3O+, Cl-, OH• Meďnaté katióny sú priťahované ku katóde
• Chloridové anióny sú priťahované k anóde
• Celková reakcia:
6
Elektrolýza chloridu meďnatého
Redoxné deje na elektródach:
• Katóda – redukcia:
• Anóda – oxidácia:
Na katóde pozorujeme
vylučovanie červenohnedej medi a na anóde
uvoľnenie žltozeleného chlóru
7
Elektrolýza taveniny chloridu sodného
• Chlorid sodný NaCl ako typická iónová
zlúčenina v tuhom skupenstve
nevedie elektrický prúd.
• Tavenina NaCl je už vodičom
elektrického prúdu, obsahuje
sodné katióny a chloridové anióny.
• Sodné katióny sa pohybujú ku katóde (železná).
• Chloridové anióny smerujú k anóde (uhlíková).
• Využíva sa na výrobu čistého sodíka a chlóru.
8
Elektrolýza taveniny chloridu sodného
Redoxné deje na elektródach:
• Katóda – redukcia:
• Anóda – oxidácia:
Celková reakcia:
9
Elektrolýza vodného roztoku chloridu
sodného
• Vo vodnom roztoku NaCl sú prítomné ióny –
Na+, H3O+, Cl-, OH• Na katóde sa bude tvoriť vodík
a na anóde chlór.
• V roztoku sa zvýši koncentrácia Na+ a OH• Prítomnosť hydroxidu v roztoku potvrdí fialové
sfarbenie roztoku po pridaní fenolftaleínu.
Celková reakcia:
10
Elektrolýza vodného roztoku chloridu
sodného
Redoxné deje na elektródach:
• Katóda – redukcia:
• Anóda – oxidácia:
Vznik chlóru na anóde
dokážeme s jodidom draselným,
čo sa prejaví hnedočerveným sfarbením.
11
Využitie elektrolýzy
• Príprava a výroba niektorých prvkov
a zlúčenín (napr. sodík, draslík, horčík, hliník,
vodík, chlór, hydroxid sodný).
• Elektrolytické čistenie kovov – meď sa čistí od
nežiaducich nečistôt (Fe, Ni, Ag, Au, Pt).
• Výsledkom elektrolýzy je
prenos medi z anódy
na katódu.
• Galvanické pokovovanie
12
Použité zdroje
• Bednařík M., Svoboda E. a kol.: Fyzika pre
2.ročník gymnázií, 1993, SPN, Bratislava
• Lank V., Vondra M.: Fyzika, 2008, Fragment
s.r.o.
• Tarábek, P. a kol.: Zmaturuj z fyziky, Didaktis,
Bratislava, 2011
13