5.4 Sljedeća jedinica Elektrokemijski izvori električne energije

Krumpir kao elektrolizni članak

Potrebne kemikalije i pribor:
  • zasićena otopina kalijeva jodida
  • krumpir
  • bakrena elektroda ( 2 kom.)
  • vodič za spajanje ( 2 kom.)
  • ''banane'' za spajanje ( 2 kom.)
Mjere opreza
  • Opasnost niže razine Opasnost niže razine
Mjere zaštite
  • Nosite zaštitne rukavice Nosite zaštitne rukavice
  • Nosite zaštitne naočale Nosite zaštitne naočale

Opis postupka

Cijeli krumpir u ljusci kuha se oko 5 minuta.

U ohlađenom krumpiru načini se udubljenje do polovine krumpira (može i pomoću bušača za čepove) promjera oko 15 mm.
U udubljenje se ulije zasićena otopina kalijeva jodida (KI).

Ispita pH-vrijednost otopine.
Zatim se utakne po jedna bakrena elektroda sa svake strane.

Pritom se pazi da se elektrode ne dodiruju.
Elektrode se spoje na izvor istosmjerne struje.

Budući da je reakcija vrlo brza, nakon 2 minute se isključi izvor struje.

Ispita pH-vrijednost otopine.
Elektrolitna otopina se izlije.

Krumpir se prereže uzduž elektroda.                                              Elektrode se izvade.

Zaključak

Elektroliza vodene otopine kalijeva jodida (KI) može se prikazati parcijalnim jednadžbama:


K: \ce{2H2O(l) + 2e- -> 2H2(g) + 2OH-(aq)}

A: \ce{2I-(aq) -> I2(aq) + 2e-}



\ce{2H2O(l) + 2e- + 2I-(aq) -> 2H2(g) + 2OH-(aq) + I2(aq) + 2e-}

Oko pozitivne (+) elektrode, anode, uočava se plavo obojenje nastalo kao posljedica reakcije joda (I) sa škrobom iz krumpira.
Ako se na mjesto gdje je bila priključena negativna () elektroda, katoda, kapne par kapi fenolftaleina, nastaje karakteristično ljubičasto obojenje.

To je dokaz bazičnosti jednog od produkata.

Na katodi se izlučio elementarni vodik ( \ce{H2} ), a ne kalij ( \ce{}K ).

Razog tome je da je za redukciju vode potrebno manje (<) energije nego za redukciju kalijeva iona ( \ce{K+} ) u elementarni kalij ( \ce{}K ).

( E^{\circ}(\ce{K+}/\ce{K}) = \pu{-2,93 V} ; E^{\circ}(\ce{H2O}/\ce{H2}) = \pu{-0,83 V} ).

Opis postupka

Cijeli se krumpir u ljusci kuha oko 5 minuta. U ohlađenom krumpiru načini se udubljenje do polovine krumpira (može i pomoću bušača za čepove) promjera oko 15 mm.
U udubljenje se ulije zasićena otopina kalijeva jodida i ispita pH-vrijednost otopine.
Zatim se utakne po jedna bakrena elektroda sa svake strane, pazeći pri tome da se elektrode ne dodiruju.
Elektrode se spoje na izvor istosmjerne struje. Budući da je reakcija vrlo brza, nakon 2 minute se isključi izvor struje i ispita pH-vrijednost otopine.
Elektrolitna otopina se izlije, a krumpir se prereže uzduž elektroda i potom se izvade elektrode.

Zaključak

Elektroliza vodene otopine kalijeva jodida može se prikazati parcijalnim jednadžbama:


katoda: \ce{2H2O(l) + 2e- -> 2H2(g) + 2OH-(aq)}

anoda: \ce{2I-(aq) -> I2(aq) + 2e-}



\ce{2H2O(l) + 2e- + 2I-(aq) -> 2H2(g) + 2OH-(aq) + I2(aq) + 2e-}

Oko pozitivne elektrode, anode, uočava se plavo obojenje nastalo kao posljedica reakcije joda sa škrobom iz krumpira.
Ako se na mjesto gdje je bila priključena negativna elektroda, katoda, kapne par kapi fenolftaleina, nastaje karakteristično ljubičasto obojenje kao dokaz bazičnosti jednog od produkata.

Na katodi se izlučio elementarni vodik, a ne kalij, jer je za redukciju vode potrebno manje energije nego za redukciju kalijeva iona u elementarni kalij ( E^{\circ}(\ce{K+}/\ce{K}) = \pu{-2,93 V} ; E^{\circ}(\ce{H2O}/\ce{H2}) = \pu{-0,83 V} ).

Natrag na jedinicu