Elektrolyse van van ijzer tot ijzer(3)oxide

[extremefun1]

Dit staat op wikipedia:

"Iron (III) oxide is a product of the oxidation of iron. It can be prepared in the laboratory by electrolyzing a solution of sodium bicarbonate, an inert electrolyte, with an iron anode"

Mijn 2 vragen zijn:

1. Kan ik ook natrumcarbonaat (enkelkoolzure soda) ipv natriumbicarbonaat (dubbelkoolzure soda) gebruiken?

2. Welke metalen kan ik gebruiken als kathode? (Ik heb namelijk op dit moment ijzer en koper tot mijn beschikking)

[extremefun1]

De 2 stoffen die ik bedoelde zijn:

Natrumcarbonaat (soda) -> Heb ik tot mijn beschikking.

Natriumbicarbonaat (dubbelkoolzure soda, Natriumwaterstofcarbonaat) -> staat op wikipedia

[extremefun1]

Bedankt voor je antwoord.

Ik heb soda opgelost in water met ijzer als anode (+ van adapter) en koperen draad als kathode. Er ontstaan veel bubbels, maar geen roest. Het water blijft transparant. Aan de ijzeren anode zowel als aan de koperen kathode ontstaat en verdwijnt niks.

Kan het zijn dat ik ijzer mogelijk aan de verkeerde pool heb aangesloten?

Zo ja, wat ontstaat er dan?

Zo nee, misschien een andere mogelijke reden?

[hzeil]

Het artikel in Wikipedia is niet goed. De ijzeren anode heeft een goed electronengeleidingsvermogen en vormt alleen zuurstof.

Er onstaat alleen een oxyde, als dat oxyde isolerend is.

Bijvoorbeeld bij het anodiseren van aluminium. Ook op een metaal als titanium.

Op ijzer komt dus alleen maar een heel dunne oxydelaag die niet of nauwelijks aangroeit.

Dus met een ijzeren anode en een koperen kathode in een soda- of NaOH oplossing krijg je alleen maar zuurstof en waterstof aan de electrodes.

Wisselstroom electrolyse aan twee ijzerelectroden helpt ook niet. Er komt snel een heel dunne ijzeroxydelaag op beide electroden. Daarna komt er aan beide electroden een mengsel van zuurstof en waterstof in de bekende verhouding 1 :2.

Dit moet je weten want er er komen door deze knalgasvorming, ook in leidingwater, wel eens explosies voor in electrische waterboilers als de electrische isolatie het begeeft en er stroom door het water loopt.

[extremefun1]

Waarom zijn er zoveel youtube filmpjes van mensen die met hulp van een spijker, adapter en natriumbicarbonaat toch rode ijzerozide weten te maken?

Voorbeeld:

http://www.youtube.com/watch?v=qLoAIXoPJF0...feature=related

[Kravitz]

Wat je in het filmpje ziet valt vrij makkelijk te verklaren. Het zout in het water zorgt er enkel voor dat de stroom door de oplossing beter gaat stromen. In principe hoeft dit niet aanwezig te zijn, maar dan zul je nog langer moeten wachten.

Verder kunnen we zeggen dat bij gebruik van NaHCO₃ (natriumbicarbonaat) volgende deeltjes aanwezig zijn in de oplossing.

• Na⁺
• H⁺
• O₂
• OH^-

Ook gaan volgende redoxreacties door

Kathode:

Na⁺(aq) + 1e^- Na(v)

2H⁺ + 2e^- H₂(g)

Anode:

4H₂O + O₂ + 4e^- 4OH^-

Belangrijk voor de vorming van ijzeroxide (Fe₂O₃) is het ontstaan van zuurstof aan een van de elektroden. Zuurstof zorgt immers voor de oxidatie van de Fe-nagel elektrode tot Fe₂O₃ wat afbladert.

Het principe is dus gewoon een elektrolyse van water met de vorming van O₂ tot gevolg. Dit zuurstof gaat de ijzeren nagel oxideren, gevolg: roest



LET OP: je werkt met elektriciteit, wees dus bijzonder voorzichtig en vraag desnoods om hulp!

Raak nooit het water aan terwijl de stroom vloeit!

Zuurstofgas dat ontstaat in combinatie met waterstofgas is bijzonder explosief! Moest je dit toch in praktijk gaan uitvoeren moet dit zeker buiten gebeuren! Nogmaals vraag hulp aan bijv. je leerkracht chemie.

[hzeil]

Extremefun 1. De electrolyse op het filmpje werd uitgevoerd in een geconcentreerde NaCl oplossing waarin geen afsluitende oxydelaag gevormd kan worden. Dat komt door de chlorideionen. De gevormde colloidale oplossing is echter moeilijk te filtreren. Er loopt veel oxyde door het filter.

Helaas is mij ontgaan welk materiaal er gebruikt is als kathode. Een schets van het electrisch circuit met daaronder de reaktievergelijkingen zou veel kunnen verhelderen.

Hetzelfde experiment met ammoniumnitraat i.p.v. NaCl geeft waarschijnlijk veel minder colloidaal oxyde in de oplossing en veel meer vast oxyde op de spijker. De spijker wordt dan minder snel dun. Op ijzer verhinderen chlorideionen de vorming van een afsluitende oxydelaag.