Springen naar inhoud

[Scheikunde] Elektrolyse


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Cyclonist

    Cyclonist


  • 0 - 25 berichten
  • 14 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 08 maart 2006 - 19:48

Beste mede-wetenschappers,
ik moet volgende week een elektrolyse gaan uitvoeren.
Anode + kathode bestaan uit een plaatje koper,
de oplossing waarin deze twee gehangen worden is CuSO4.

Als voorbereiding hierop moeten we enkele vragen beantwoorden,
over eenzelfde elektrolyse, maar met andere stoffen.
De twee polen zijn in dit geval van Zilver,
en de oplossing waarin deze twee zitten bevat 3.00 mmol AgNO3.

De informatie die we hiervan hebben gekregen is dat de twee Zilverstaven,
in een U-buis hangen, met daarin een kraan die de buis precies in twee delen verdeeld.
Op het moment dat de stroom ingeschakeld gaat worden, zet je de kraan open.

Na de elektrolyse gaat de kraan weer dicht, en blijkt er links in de buis (+ pool),
1.8 mmol AgNO3 te zitten, en is de linkerstaaf (anode) 75,6 mg lichter geworden.

Nu is de vraag hoeveel mmol AgNO3 de vloeistof uit de rechterhelft bevat,
de kant (-) waar het zilver aan de zilverplaat zou hecten dus.

75.6 mg Ag = 0,7 mmol Ag, dus in totaal zou er met de elektrolyse 3.7 mmol in het geheel zitten.
Als er 1.8 mmol links zit, moet er dus 1.9 mmol aan de rechterkant in de U-buis zitten na de elektrolyse.
Mag je hieruit concluderen dat de 0,7 mmol die éxtra ontstaat is, ook volledig aan de kathode is gehecht,
en er dus 1.2 mmol van de 1.9 mmol nog in de oplossing rond de kathode zit?

Dit zou betekenen dat er dus een concentratieverschil tussen de linker-en rechterhelft is ontstaan. (maar hoe?) :roll:
Heeft er altijd zin in!

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

leen

    leen


  • >250 berichten
  • 288 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 08 maart 2006 - 20:24

principe van elektrolyse
http://mediatheek.th...lektrolyse.html

dus la,gs de ene pool gaat er zilver in oplossing en aan de andere pool slaat dit terug neer vandaar het concentratie verschil

#3

hzeil

    hzeil


  • >1k berichten
  • 1379 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 08 maart 2006 - 23:52

Stel dat je de electrolyse uitvoert met beide electroden in een geroerd bekerglas en er geen nevenreakties aan de electroden optreden dan is de gewichtstoename van de kathode even groot als de gewichtsafname van de anode. En de concentratie aan zilvernitraat blijft daarbij konstant. Want er gaan net zoveel zilverionen in als er uit gaan en de nitraationen doen niet mee aan de electrodereakties. Dus de concentratie aan AgNO3 is en blijft 3mmol per liter.

Nu de cel met twee gelijke compartimenten en een kraan ertussen die zo nauw is dat vloeistofmenging niet optreedt. Er is echter wel ideale menging in beide compartimenten afzonderlijk, nemen we aan
Als de beginconcentratie in beide compartimenten weer 3 mmol perliter is en in het kathodecompartiment daalt tot 1,8 mmol per liter moet de concentratie in het anodekompartiment ( met de + pool) stijgen tot 4,2 mmol per liter. Dat betekent weer dat de totale hoeveelheid AgNO3 in oplossing gelijk blijft. Maar het is nu wel ongelijk verdeeld. (Ik denk dat in de opgave + en - verwisseld zijn en dat brengt je in de war)
Hoe ontstaat nu hier een concentratieverschil? Dat komt omdat de beide stroomrendementen aan de electroden 100% zijn (verondersteld) maar het transportgetal van de Ag+ ionen in de open kraan slechts 0.60 is (verondersteld)
Als je aan de anode een Ag+ ion maakt voer je in de kraan slechts 0.60 ion af.
Dus bij de anode stijgt de AgNO3 concentratie in dezelfde mate als hij daalt bij de kathode. H.Zeilmaker
Uitleggen is beter dan verwijzen naar een website

#4

Cyclonist

    Cyclonist


  • 0 - 25 berichten
  • 14 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 09 maart 2006 - 14:08

Hoe ontstaat nu hier een concentratieverschil? Dat komt omdat de beide stroomrendementen aan de electroden 100% zijn (verondersteld) maar het transportgetal van de Ag+ ionen in de open kraan slechts 0.60 is (verondersteld)
Als je aan de anode een Ag+ ion maakt voer je in de kraan slechts 0.60 ion af.
Dus bij de anode stijgt de AgNO3 concentratie in dezelfde mate als hij daalt bij de kathode.


Waar komt die 0,60 dan vandaan? Als ik dat kan aantonen,
kan ik dus ook berkenen hoeveel er aan de kathode kant neerslaat.
Alhoewel ik dat eigenlijk al weet, want er komt 0,7 mmol Ag vrij,
en er zou dus ook 0,7 mmol naar de kathode kant moeten gaan..
Dat zou dus inderdaad betekenen dat de molariteit van de oplossing niet veranderd, dus steeds 3.00 mmol in totaal blijft, afgezien van wat er dus uitgewisseld word van de anode naar de kathode.

Maar We zijn dus begonnen met 1.50 mmol AgNO3 aan beide kanten,
ná de elektrolyse is er 1.80 mmol AgNO3 aan de anode kant,
en dus 1.9 mmol AgNO3 aan de kathode kant, waarvan 0,70 mmol Ag aan de kathode.

Is er dan misschien ook een manier waarop we kunnen berekenen welk percentage van dit ladingtransport tijdens de elektrolyse toe te schrijven is aan de verplaatsing van zilverionen? :roll:
Heeft er altijd zin in!

#5

hzeil

    hzeil


  • >1k berichten
  • 1379 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 10 maart 2006 - 18:57

Als je hiervan meer wilt weten moet je de Hittorf transportgetallen bestuderen. In de AgNO3 oplossing wordt het hele stroomtransport verzorgd door de Ag+ ionen en de NO3- ionen. De bijbehorenden transportgetallen zijn resp. t(Ag+) en t(NO3-). Samen zijn die dus gelijk aan 1.
Stel dat we in beide comparimenten van de cel gelijke AgNO3 concentraties hebben en we gaan gedurende t seconden een stroom van I ampere doorsturen dan wordt er
It/F equivalent lading doorgevoerd. ( met F = 96500 coulomb per equivalent)
In het anodecompartiment komt er dan
(It/F). {1-t(Ag+)} equivalent AgNO3 bij en verdwijnt er precies evenveel uit de oplossing in het kathodecompartiment. Door te delen door de beide volumina krijg je de beide concentratieveranderingen. En door voor en na de electrolyse de AgNO3 concentraties te bepalen kun je het transportgetal t(Ag+) berekenen. Ik heb dat maar geschat op 0.60. Maar dat kun je op deze manier veel nauwkeuriger te weten komen..

Wat heb je daar voor nodig? Antwoord: stroom en tijd meting en het het volumen van minstens een compartiment. Het aantal doorgevoerde coulombs ( I maal t) kun je eventueel ook uit de gewichtsveranderingen van de anode en de kathode berekenen.( Let op, deze t staat voor "tijd")
Nawoord:
Voor het verzilveren van bijvoorbeeld bestek is een AgNO3 oplossing echter ongeschikt. Men kiest daarvoor KAg(CN)2 in een overmaat aan KCN. Daardoor wordt het transportgetal van het complexe zilvercyanideion heel klein.
De kathodereaktie wordt dan Ag(CN)2(-) + e ----) Ag + 2CN(-) en je ziet hier dat de migratie de aanvoer van het complexe zilverion zelfs een beetje tegenwerkt. Maar dat is geen probleem; er wordt via convectie en diffusie voldoende aangevoerd in een geroerde oplossing. Deze oplossing is uiteraard zeer giftig en die mag je ook niet langdurig aan de lucht laten staan. Door oxydatie kan zich daarop een vlies van zilverazide vormen ( AgN3) dat door beweging kan exploderen en de vloeistof rond doen spatten. En die vloeistof is niet alleen giftig maar ook etsend voor huid en slijmvliezen. Er bestaan nu ook cyaanvrije electrolieten om te verzilveren met andere zilvercomplexen. H.Zeilmaker
Uitleggen is beter dan verwijzen naar een website





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures