Elektrolýza roztoku CuCl2

Elektrolýza je děj, při kterém vlivem průchodu stejnosměrného proudu roztokem či taveninou dochází k chemickým změnám v roztoku či v tavenině. Celá aparatura se nazývá elektrolyzér a skládá se ze dvou elektrod a elektrolytu (roztoku či taveniny). Každá z elektrod je odlišně nabita, katoda záporně, anoda kladně. Náboj elektrod vzniká v závislosti na procházejícím stejnosměrném proudu. V roztoku dochází k pohybu iontů, kationty směřují ke katodě a probíhá zde redukce, anionty směřují k anodě a probíhá zde oxidace.

Úkol: Proveďte elektrolýzu roztoku CuCl2 charakterizujte děje na elektrodách.

Pomůcky: 2 uhlíkové elektrody, zdroj stejnosměrného napětí (12 V), vodiče se svorkami, U‑trubice, 2 zátky s otvorem na protažení elektrod, stojan s držáky, jodidoškrobový papírek, hodinové sklíčko, špachtle.

Chemikálie: CuCl2 (H302, H319, H315, H335 zdraví škodlivý, dráždivý, H410 toxický pro vodní organismy), demineralizovaná H2O, roztok KI.

Pracovní postup:

• Sestavte aparaturu podle následujícího schématu (Obr. 1) nebo podle ukázkové aparatury v laboratoři a nechte si ji zkontrolovat vyučujícím. Nezapomínejte na použití ochranných pomůcek (plášť, brýle).
• Připravte 200 ml roztoku chloridu měďnatého o koncentraci 0,2 mol∙dm^(-3) a naplňte jím U-trubici aparatury (je možné, že část roztoku zbyde, záleží na velikosti trubice). Výpočet navážky chloridu měďnatého konzultujte s vyučujícím.
• Zapněte zdroj stejnosměrného napětí a pozorujte změny v reakci. Zaznamenejte si čas, kdy bylo možné první změny pozorovat.
• Po 15 minutách vypněte zdroj stejnosměrného proudu.
• Proveďte analytický důkaz unikajícího plynu pomocí vložení jodidoškrobového papírku a přikápnutí roztoku jodidu draselného do prostoru elektrody, kde je viditelná tvorba bublinek plynu.
• Vyjměte z roztoku druhou elektrodu a na hodinové sklíčko pomocí špachtle přemístěte produkt vzniklý na jejím povrchu a nechte jej uschnout.
• Obě elektrody očistěte a opláchněte demineralizovanou vodou. Zbytek aparatury umyjte a ukliďte laboratorní stůl, předejte jej vyučujícímu.

Obsah protokolu:

Po dokončení práce zpracujte protokol z laboratorní úlohy, který bude obsahovat následující náležitosti:

• Jméno a příjmení, třída, datum.
• Cíl práce.
• Nákres aparatury včetně popisků jednotlivých částí a označení elektrod.
• Zápis probíhající reakce a zvlášť zápis dějů, které probíhají na jednotlivých elektrodách (včetně přiřazení názvů katoda/anoda). Charakterizujte vzniklé produkty po vizuální stránce.
• Vypracujte úkoly nebo odpovězte na následující otázky:
• Jaké produkty vznikají v prostoru katody/anody?
• Který prvek se redukoval a který prvek se oxidoval?
• Pomocí jodidoškrobového papírku jste dokázali přítomnost čeho?
• Jaká reakce probíhá po přikápnutí jodidu draselného a jaké změny zabarvení lze pozorovat?
• Závěr.