1. Ställa in scenen:
* elektrolyt: Surt vatten fungerar som elektrolyten och ger joner för att genomföra elektricitet. Syran hjälper till att öka konduktiviteten hos vatten genom att ge fler vätejoner (H+) och sulfatjoner (SO4^2-).
* Elektroder: Två elektroder (vanligtvis tillverkade av inerta material som platina eller kol) nedsänks i det surade vattnet. Den ena är ansluten till den positiva terminalen (anoden) och den andra till den negativa terminalen (katod) för en likströmskälla.
2. Elektrolys i aktion:
* anod: Vid anoden förlorar vattenmolekyler elektroner och oxideras, vilket producerar syrgas (O2) och vätejoner (H+):
* 2H2O → O2 + 4H + + 4E-
* Cathode: Vid katoden får vätejoner elektroner och reduceras och bildar vätgas (H2):
* 4H + + 4E- → 2H2
3. Övergripande reaktion:
Den övergripande reaktionen för elektrolys av surt vatten kan skrivas som:
* 2H2O → 2H2 + O2
4. Observerbara resultat:
* Gasutveckling: Bubblor av vätgas kommer att observeras vid katoden och bubblor av syrgas kommer att observeras vid anoden.
* volymförhållande: Volymen av vätgas som produceras kommer att vara dubbelt så mycket som produceras syrgas, vilket återspeglar reaktionens stökiometri (2:1).
* pH -förändringar: Lösningen nära katoden kommer att bli mer alkalisk (högre pH) på grund av bildningen av hydroxidjoner (OH-), medan lösningen nära anoden blir surare (lägre pH) på grund av ökningen av vätejonkoncentrationen.
Sammanfattningsvis:
Elektrolys av surt vatten är en enkel men viktig process som visar nedbrytning av vatten till dess beståndsdelar - väte och syre - med hjälp av elektricitet. Denna process har tillämpningar inom olika områden, inklusive produktion av vätgas, syntesen av kemikalier och rening av vatten.
