Electroylse van zout water

[phi07]

Door verveling in de kerstvakantie ben ik een projectje gestart.. ik heb een batterij aangesloten op een reageerbuisje met een keukenzoutoplossing en die afgedicht.

Als ik de stroom aanzet zie ik dus netjes belletjes ontstaan. Ik heb het zout toegevoegd voor betere geleiding, maar nu denk ik dat het niet slim is:

H2 + Cl2 -> HCl (het waterstofgas wat ontstaat bij de kathode reageert met chloorgas van de anode)

Bij de kathode ontstaat ook Na(s), wat meteen reageert met water zodat er Na(OH) ontstaat.

Heb ik dit goed tot zover?

Want het lijkt me dat die HCl en Na(OH) samen weer gewoon water en opgelost zout vormen, dus dat ik weer terug bij het begin ben.

Als ik er (helemaal) naast zit hoor ik het ook graag.

[stoker]

ik weet het niet helemaal,

maar volgens mij wordt er chloorgas gevormd en geen waterstofgas, waardoor die twee al niet met elkaar kunnen reageren

verder denk ik dat er geen Na-metaal aan tepas komt, er wordt rechtstreeks een andere stof gevormd (mss NaOH)

en ik denk dat er meer staat op het forum, of dan toch zeker op het internet in het algemeen

[Fred F.]

@ phi07

Er is geen reden voor ongerustheid want er gebeurt alleen: 2 H2O ---> 2 H2 + O2.

O2 ontstaat aan de positieve elektrode, de anode: 2 H2O ---> O2 + 4 H+ + 4 e-

Er ontstaat geen Cl2 want H2O is een sterkere reductor dan Cl-.

H2 ontstaat aan de negatieve elektrode, de kathode: 4 H+ + 4 e- ---> 2 H2

Er ontstaat geen Na want H+ is een sterkere oxidator dan Na+.

Kijk gewoon naar de redoxpotentiaaltabel in Binas of http://nl.wikipedia.org/wiki/Redoxpotentiaal

Hieruit kun je zien dat als je koperchloride CuCl2 zou gebruiken i.p.v. NaCL dan zal er geen H2 ontstaan maar zal Cu afgezet op de negatieve elektrode.

Zou je CuBr2 gebruiken dan zal er bovendien Br2 i.p.v. O2 ontstaan aan de positieve elektrode. Probeer het maar niet want Br2 is echt smerig spul.

Bedenk ook dat het materiaal van je anode in oplossing kan gaan ten koste van O2 vorming wanneer je hiervoor een onedel metaal gebruikt.

[phi07]

Dat heb ik gemerkt, ik krijg een groene neerslag aan de anode! Enig idee wat dit kan zijn?

Bedankt voor de uitleg

[Jan van de Velde]

Ik vind dit vreemd. Als voorbeeld van hoe je met elektrische energie stoffen kunt veranderen hebben wij in vmbo-2 een demonstratieproefje met twee koolstofelektroden in een beetje water met opgelost keukenzout. Dat ruikt al direkt na de opstart heerlijk naar zwembad........

Gaat toch niemand mij vertellen dat ik geen chloorgas ruik hè

[Marko]

Er ontstaat inderdaad ook Cl₂

Ten eerste: De standaardelectrodepotentiaal van O₂/H₂O is inderdaad lager dan die van Cl₂/Cl^-. Echter, deze waardes gelden alleen wanneer de concentraties van de opgeloste stoffen van oxidator en reductor 1 mol/l is. De werkelijke electrodepotentiaal wordt bepaald door

\(V=V^0 + \frac{RT}{nF}\ln\frac{[Ox]}{[\Red]}\)

met:

\(F=N_A * e \)

(oftewel de lading van 1 mol electronen)

[Ox] en [Red] de producten van de concentraties van de oxidator en reductor. In het geval van O₂+4 H⁺+4 e -> 2 H₂O is [Ox] dus [H⁺]⁴.

Bij toenemende H⁺ concentratie zal de electrodepotentiaal van de O₂/H₂O dus stijgen, terwijl bij toenemende Cl^- concentratie de electrodepotentiaal zal dalen.

Nu zal in de proef de [H⁺] ver beneden de 1 mol/l zitten. De werkelijke electrodepotentiaal zal dus iets onder de 1,24 V zitten die in Binas genoemd wordt. Daarentegen is het best mogelijk dat de zoutoplossing meer dan 1M was (=40 g/l), en dan is de electrodepotentiaal van Cl₂/Cl^- ineens een stukje lager dan de 1,36 V uit Binas.

Dit gezegd hebbende, de verschillen zijn relatief klein. Dat de ene reactie waarschijnlijker is dan de andere, betekent niet dat er slechts 1 reactie verloopt. Zelfs als er 100 keer meer O₂ dan Cl₂ ontstaat, is er nog genoeg Cl₂ te ruiken (reukgrens is 0,5 ppm)

[Fred F.]

Ik ben te lang van school om me te herinneren of er bij elektrolyse van water inderdaad Cl2 te ruiken is. Maar misschien gebruikten we toen ook geen chloride maar wat zwavelzuur of zo om de geleidbaarheid te verbeteren.

Het is zo dat Cl2 inderdaad door elektrolyse gemaakt wordt. Ik heb daar laatst in een andere draad nog wat links met plaatjes van het Chloralkali proces geplaatst: http://encarta.msn.com/media_461541587/Chl...ectrolysis.html

Hier wordt een NaCl concentratie van maar liefst 26% gebruikt.

In dit proces wordt een speciaal membraan of diaphragma gebruikt om te vermijden dat de aan de anode gevormde Cl2 reageert met de aan de kathode gevormde OH- bij de H2 productie.

@phi07

De groene kleur lijkt erop te duiden dat je anode van koper is en er een onoplosbare koperverbinding gevormd wordt, Cu(OH)2 zou ik denken. Maar er kunnen ook andere koperverbindingen bij zitten want kraanwater is nu eenmaal niet 100% zuiver en kan dus diverse anionen bevatten die met Cu2+ een onoplosbare verbinding geven.

[w_oute_r]

Dat heb ik gemerkt, ik krijg een groene neerslag aan de anode! Enig idee wat dit kan zijn?  

Bedankt voor de uitleg

Chroom/Nikkel/Ijzer waarschijnlijk

[Fred F.]

De anode is positief en er vindt oxidatie plaats. Er kan dus geen metaal uit oplossing neerslaan maar juist metaal van de anode zelf wordt geoxideerd naar z'n kation.

Bijvoorbeeld Cu ---> Cu2+ . Volgens reageert Cu2+ + 2 OH- ---> Cu(OH)2 (s)

Wellicht kan ook Cu ---> Cu+ en daarna Cu+ + Cl- ---> CuCl (s)

[phi07]

Ikzelf denk na wat Google-werk dat het CuCl (s) is, het lost heel erg slecht op en is felgroen.

Verder heb ik gedestilleerd water gebruikt, geen kraanwater dus.

[rekless]

Wel euh ik heb door ervaring waargenomen dat je gewoon beter niet op je eentje probeert dingen uit te vinden!

Met toezicht van bevoegde mensen kan je al eens wat uitproberen maar best eest onderzoek doen é

[phi07]

Ik heb nu de volgende opstelling:



Nu ontstaat er waterstof aan de ene pool, en een donkere blauw-groene neerslag aan de andere. Als die neerslag in contact komt met zuurstof oxideert het naar een bruin poeder.

Zou iemand mij kunnen vertellen wat de neerslag vóór en na de oxidatie is? Ikzelf denk aan een ijzerchloride of iets dergelijks.

[w_oute_r]

Ik heb nu de volgende opstelling:



Nu ontstaat er waterstof aan de ene pool, en een donkere blauw-groene neerslag aan de andere. Als die neerslag in contact komt met zuurstof oxideert het naar een bruin poeder.  

Zou iemand mij kunnen vertellen wat de neerslag vóór en na de oxidatie is? Ikzelf denk aan een ijzerchloride of iets dergelijks.

Ijzer(II)Hydroxide eerst (blauwgroen inderdaad)

daarna vormt zich Ijzer(III)Hydroxide (roodbruin)

Overigens, op je plaatje is het voltage onbelangrijk, in dit geval is de stroomsterkte veel belangrijker (aantal elektronen/seconde)

[phi07]

En hoe komen die OH^- er dan in? (Of beter: wat zijn de reactievergelijkingen?)

[w_oute_r]

En hoe komen die OH^- er dan in?   (Of beter: wat zijn de reactievergelijkingen?)

Aan de kathode:

2H2O + 2e- -> 2OH- + H2