Sostanze prodotte durante l'elettrolisi
Come capire quali sostanze si producono agli elettrodi durante l'elettrolisi
Viene eseguita l'elettrolisi di una soluzione di CuSO4.
Determinare quali prodotti si sviluppano agli elettrodi e spiegane il motivo.
Svolgimento dell'esercizio
L'esercizio propone il caso dell'elettrolisi di una soluzione acquosa di solfato rameico.
Si chiede di individuare i prodotti dell'elettrolisi.
Al catodo possono avvenire le seguenti reazioni di riduzione:
Cu2+ + 2e− → Cu
2H+ + 2e− → H2
All'anodo possono avvenire le seguenti reazioni di ossidazione:
2 SO42− → S2O82− + 2e−
2 H2O → O2 + 4H+ + 4e−
I potenziali standard (potenziali standard di riduzione) delle coppie che possono reagire al catodo sono rispettivamente:
E° (Cu2+/Cu) = 0,345 V
E° (H+/H2) = 0 V
I potenziali standard (potenziali standard di riduzione) delle coppie che possono reagire all'anodo sono rispettivamente:
E° (O2/H2O) = 1,23 V
E° (S2O82−/SO42−) = 2,01 V
Se non sono determinati fenomeni di sovratensione, al catodo avviene la reazione con il maggior potenziale standard ovvero la riduzione dello ione Cu2+ a Cu metallico:
Cu2+ + 2e− → Cu
All'anodo avviene invece la reazione con il minor potenziale standard di riduzione ovvero l'ossidazione dell'ossigeno dell'acqua a ossigeno molecolare:
2 H2O → O2 + 4H+ + 4e−
Se si considerano anche le concentrazioni degli ioni nella soluzione pressoché neutra, i potenziali di elettrodo indicano che queste reazioni sono maggiormente favorite.
Pertanto le sostanze prodotte agli elettrodi sono Cu e O2.
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