Electrolyse van mengsel (Pt electrodes)

[ChemicalF]

Hallo,
 
op het moment loop ik vast met een electrolytisch probleem. Er is een mengsel van Cu²⁺ en Sn²⁺ in water, neem aan dat de concentratie van beide gelijk is. Dit wordt geëlectrolyseerd met twee platina electrodes. Cu²⁺ is een sterkere oxidator (hogere E⁰) en zal reageren aan de negatieve platina electrode (kathode): vorming van Cu. Er is gegeven dat er zuurstof en H₃O⁺ vorming is. Dat duidt erop dat aan de positieve platina electrode (anode) water wordt omgezet. Echter, Sn²⁺ kan zowel reductor als oxidator zijn en is een sterkere reductor dan water.
 
Welke fout maak ik (of juist niet) en wat zal er met een dergelijke electrolyse precies plaatsvinden? Als het kan, graag met bron.
Alvast bedankt voor de hulp!

[toaic]

Tip: Vergelijk de halfreacties van Cu en Water met de E⁰ waarden met elkaar.
 
Vergelijk zo ook de 3 halfreacties van Sn2+  //  Sn4+   en H2O met de E⁰ waarden met elkaar.
 
Kijk of je iets opvalt.  Gebruik bv hiervoor binas tabel 48

[Margriet]

Er is gegeven dat er zuurstof en H₃O⁺ vorming is. Dat duidt erop dat aan de positieve platina electrode (anode) water wordt omgezet. Echter, Sn²⁺ kan zowel reductor als oxidator zijn en is een sterkere reductor dan water.
 
 

Het klopt dan Sn²⁺een sterkere reductor is dan H₂O. (Binas tabel 48)
 
Er is gegeven dat in plaats van Sn²⁺ de zwakkere reductor H₂O reageert.
 
Een verklaring kan zijn (ik weet het dus niet zeker, heb geen bron) dat het positief geladen deeltje niet in de buurt komt van de positief geladen elektrode en zodoende niet kan reageren en dat in plaats daarvan het ongeladen watermolecuul de elektronen afstaat.

[toaic]

Als het goed is zal Sn²⁺ als oxidator reageren. Zodat er Sn(s) wordt gevormd.
 
Omdat Sn²⁺ een zwakkere oxidator is dan Cu²⁺.  Zal eerst Sn(s) worden gevormd.
En daarna Cu(s). Hierdoor lijkt het dat er alleen vast koper ontstaat.

[Margriet]

@toaic
 
TS stelt naar mij idee volkomen terecht dat aan de min-pool de sterkste oxidator, Cu²⁺ dus, reageert.
En niet de zwakkere oxidator Sn²⁺.
 
Waarom verwacht jij dat hier wél de zwakkere (Sn²⁺)  reageert? Ik begrijp dat niet.
Zou je dat willen toelichten?
 
Alvast bedankt, Margriet

[toaic]

Electrolyse is het omgekeerde van een redox reactie.
 
tabel 48:
 
Water<reductor> staat in tabel boven Cu²⁺ <oxidator>
Dat staat Sn²⁺ niet als reductor.
Sn²⁺ staat als oxidator wel onder water (reductor)
 
Maar Sn²⁺ neemt moeilijker electronen op dan Cu²⁺.
Eerst zal vast koper ontstaan. Wanneer Cu²⁺ op is.
Zal vast Sn ontstaan.

[Margriet]

Maar Sn²⁺ neemt moeilijker electronen op dan Cu²⁺.
Eerst zal vast koper ontstaan. Wanneer Cu²⁺ op is.
Zal vast Sn ontstaan.
 

Ja, zo zie ik dat ook. Oxidatorsterkte: Cu²⁺ > Sn²⁺ > H₂O, dus er wordt eerst koper gevormd aan de min-pool.
 

Water<reductor> staat in tabel boven Cu²⁺ <oxidator>
Dat staat Sn²⁺ niet als reductor.
Sn²⁺ staat als oxidator wel onder water (reductor)
 

Dit begrijp ik niet helemaal maar bij de plus-pool staat in principe de sterkste reductor de elektronen af.
Reductorsterkte: Sn²⁺ > H₂O.
Dus in principe zou er Sn⁴⁺  gevormd moeten worden? Eens?
 
Er blijkt echter geen Sn⁴⁺ gevormd te worden maar O₂ en H^+.
Dit betekent dat de zwakkere reductor, water reageert in plaats van Sn²⁺.
Vermoedelijk (weet het dus niet zeker) komt dit omdat het Sn²⁺ afgestoten wordt door de plus-pool. Ben je het met me eens dat dit een verklaring zou kunnen zijn?

[toaic]

Ben het geheel met u eens:
 
Zie onderstaande link:
 
http://www.youtube.com/watch?v=rcNp-d83XeY
 
Electrolyse van een Sn(II)Cl₂ oplossing.
 
En de volgende link:
 
http://www.natuurdigitaal.be/school/chemie/6CHE2%20Hoofdstuk%206%20Redoxreacties.pdf
 
In dit document wordt rond blz 20 hierover iets vermeld.
 
Waarom de sterkere reductor Sn²⁺ maar juist water reageert aan de anode.
 
In de eerste link ziet u dat er gasvorming optreedt.
Volgens de redenering sterkste reductor eerst. Zou hier Sn⁴⁺ moeten ontstaan.

[toaic]

Wat zou er plaatsvinden in het reactievat, wanneer de electrolyse wordt stopgezet?

[Margriet]

Ik zou, als er bij de elektrolyse nog geen tin is gevormd,  de volgende reactie verwachten:
 
Cu²⁺(aq) + Sn²⁺ (aq)  →  Cu(s)  + Sn⁴⁺(aq)
 

[harriebours]

Ik denk dat er heel simpel bij electrolyse van een Cu2+ en Sn2+ opl. met Pt elektroden gewoon eerst Cu neerslaat en daarna Sn met evt
wat H2 vorming aan de minpool.
Aan de pluspool vormt zich afhankelijk van de gebruikte anionen bijv. SO4 2- O2(g) en bij Cl- evt. Cl2(g), afhankelijk van [Cl-] 
Dat er vaak H2 gevormd wordt is te wijten aan een hogere noodzakelijke elektrolysespanning om een voldoend sterke stroom te laten vloeien.
Daarnaast speelt de overspanning va Pt voor het vormen van Cu(s), Sn(s), en H2(g) een niet te verwaarlozen rol.
Ik vermoed dat er op VWO-niveau niet ingegaan wordt op deze kwesties, pas bij praktische toepassingen op bijv. HBO niveau gaat dit een rol spelen.
H. Bours