Witam. Zaprojektowałem sobie elektrolizę FeSO4 z elektrodami miedzianymi. Wg moich przypuszczań na katodzie powinna zachodzić redukcja kationów żelaza do żelaza. Na anodzie zaś powinienem zaobserwować utlenianie miedzi i wydzielanie się tlenu, bo przecież wg praw elektrolizy zamiast hydrolizy złożonych jonów jak w tym przypadku siarczanowych, powinien nastąpić rozkład wody z wydzieleniem tlenu. A to co zaobserwowałem, to to że rzeczywiście na anodzie ubywało miedzi, na katodzie przybywało żelaza, ale gaz wydzielał się na katodzie, tam gdzie redukowały się kationy żelaza.

pomocy

Chcesz zredukować kationy Fe2+, ale one mają potencjał redoks -0,44V, jest natomiast kation w roztworze, który ma większy potencjał, H+ (+0,00V), a z czasem pojawia się kation o jeszcze większym potencjale, po prostu Cu2+. Więc na początku będzie się wydzielał wodór i trochę żelaza, potem zacznie się wydzielać miedź, trochę wodoru i ciutkę żelaza. Żelazo będzie w większych ilościach jak zwiększysz napięcie.

No ale woda dysocjuje w niewielkim stopniu wiec skad kationy wodoru sie wzieły, poza tym rozklad wody mial nastapic na anodzie ...

Owszem dysocjuje w niewielkim stopniu, ale chętniej bierze udział w elektrolizie niż siarczan żelaza. Kation wodorowy bierze chętnej udział niż kation żelazowy(II), więc się wydobywa więcej wodoru niż żelaza. Zresztą sam widziałeś. Nazbieraj sobie tego gazu do probóweczki i podpal jak nie wierzysz.

No spoko, ale podobno tylko metale o wyższym potencjale od glinu powinny sie wydzielac na katodzie. Nie spotkalem sie jeszcze ze dwa pierwiastki sie redukuja.
Z drugiej strony w roztworze pozostaje duzo jonów OH-, SO4- i odrobina Cu2+, mogłoby się wydawac, że jest przewaga anionów (?)

Ładunek elektrolitu pozostaje taki sam. Nigdzie nie gromadzą się dane ładunki, nie tworzy się dipol, ani inne takie. Zobacz, jakie masz jony w roztworze (hydrolizę pomijam)
H+ (średnio się redukuje)
OH- (mocno sie utlenia)
SO4 2- (praktycznie się nie utlenia)
Fe2+ (słabo się redukuje)
Cu2+ (mocno sie redukuje)

Na każdą reakcję redukcji przypada reakcja utleniania tworząc reakcję redoks, gdzie żadne elektrony nie są gubione. W roztworze pozostaje także Fe2+ bo się niezbyt redukuje jak wspominałem. Zrób sobie elektrolize roztworu soli żelaza(III), której potencjał jest większy (-0,04V).

Zapomniałem wspomnieć, że kationów wodorowych jest dużo, bo przecież twoja sól hydrolizuje, zresztą jak każda sól metalu przejściowego w dużym stopniu, przez co roztwór jest silnie kwaśny. Zapewne i tak go zakwasiłeś, bo inaczej żelazo(II) utleniłoby się do żelaza(III) strącając brązowy wodorotlenek żelaza(III) rozkładający się do tlenku.

Ok. Kapuje mniej wiecej, ale w praktyce to wygladało odrobine inaczej.

Teraz drugi problem:

Przeprowadziłem elektrolizę siarczanu miedzi na elektrodach miedzianych. Na anodzie prawidłowo widac było ubywanie miedzi, ale w nietypowy sposób. Miedz powinna sie tam utleniac i przechodzic do roztworu a nie odpadac kawałkami (:szok:) i wydzielał się gaz , tlen.
Na katodzie na poczatku elektrolizy widac było szybkie osadzanie się czarno-brązowego osadu, który wygladał na tlenek miedzi II bo był czarny. Dopiero pod w trakcie elektrolizy zmieniał się on w miedź. Co ciekawe po zbliżeniu elektrod do siebie miedź na katodzie przechodziła w coś czarnego.
Dodam że przy obu elektrodach widac było zmiane gestosci, ale to chyba przez temperaturę bo mieszanina była pod koniec gorąca.

Jeśli podczas elektrolizy z anody odpadają kawałki to napewno masz do czynienia z czystą miedzią, a nie hutniczą? Bo wyglada mi to dokładnie jak proces rafinacji miedzi (ten tzw. szlam anodowy to odpadające zanieczyszczenia typu Ag, Au, Se, Te itp.). Podejrzewam, że twoje problemy z CuO znikną, jak będziesz r-r mieszał.

Tzn. miedź to był skręcony drucik z przewodu.

Powiedz mi tylko jeszcze czy różnica w wartości potencjałów elektrochemicznych metali wpływa na czas przebiegu reakcji redukcji metalu mniej aktywnego.

wartość różnicy*

Masz na myśli reakcję np. cynku z siarczanem miedzi? Bo jeśli o tym mówisz, to tak. Potencjały bizmutu i miedzi niewiele się różnią i z tego powodu mimo, że bizmut jest aktywniejszy to praktycznie nie wypiera miedzi. Cynk z solami miedzi z kolei reaguje szybko i kilka minut wystarczy, aby cynk odbarwił roztwór soli miedzi. Żelazo w reakcji z kwasami nieutleniającymi nie wytwarza odrazu soli żelaza(III), bo różnica potencjałów wodoru i żelaza(III) niewiele się różni, a żelaza(II) i wodoru się już różni sporo.

Dokładnie o to mi chodziło.
Ale kiedyś zrobiłem reakcje glinu z CuSO4 i reakcja nie zaszła samoczynnie. Dopiero po mocnym zakwaszeniu r-ru miedź sie zredukowała. To jest wynik pasywacji glinu?

Tak, to pasywacja glinu, podobnie zresztą jest z magnezem. Kwasy niszczą cienką warstewkę tlenku umożliwiając kontakt metalu z jonami miedzi czy też innych metali. Sękowski w pierwiastach w moim laboratorium przy glinie miał ciekawe doświadczenie z rtęcią - nie radzę ci go robić, bo rtęć to zbyt zdrowa nie jest, ale sobie chociaż poczytaj. Zrób sobie takie dłuższe doświadczenie. Kawałek stali chromowanej (np. łyżka, nóż itp.) odtłuść w NaOH, a potem przetrzyj mocno, kilka razy używaną gąbką w jednym kierunku, a potem wsadź do roztworu NH4Cl na tydzień-dwa. Powinieneś po tym czasie zobaczyć kilka milimetrowej głębokości wżerów na łyżce. Jak chcesz, to mógłbym ci pokazać zdjęcie z takiego wyczynu.

hehe nie trzeba, wiem o co sie rozchodzi mniej wiecej. A sam porobiłem tylko pare doswiadczen w zwiazku z przerabianiem zbioru zadan Pazdry.

Dzieki wielkie. może jeszcze dodam za jakis czas jakies zadanko

Podczas elektrolizy kwaśnego roztworu soli cynku, na katodzie biegną dwa równoczesne procesy: wydzielanie cynku i wodoru . Po przepuszczeniu ładunku 2 F przez taki roztwór stwierdzono, że przyrost masy katody wyniósł 52 g. Obliczyć wydajność prądową wydzielania cynku(czyli procent ładunku zużyty w tym procesie).

Zn2+ + 2e- --> Zn
2H+ + 2e- --> H2

nZn = 0,8
Wyszło, że na cynk zużywa się 1,6F i wydajność wynosi 80% tak jak w odpowiedziach. Na wodór pozostaje więc 0,4F.

1molH2 -- 2F
nH2 -- 0,4F
nH2=0,2.

Dlaczego wodoru wydzieliło się mniej? Przecież wodór ma wyższy potencjał od cynku.

Dobra już chyba wiem. Po prostu kationów wodoru było tak ma że zużyły tylko 0,4F

mało*

ps. jak edytować post?