B-9. feladat
Króm(III)-só oldatát oly módon elektrolizáljuk, hogy az anódon dikromát (Cr2O7-2) keletkezzék. A katódon csak hidrogénfejlődés van, az anódon azonban nem csak a króm oxidálódik, hanem a vízből oxigén is fejlődik.
Miközben a katódon 10,00 liter standard állapotú hidrogén keletkezik, az oldat századrészében keletkezett kálium-dikromát annyi jodidot oxidál, hogy a kivált jód elszíntelenítéséhez 32,00 cm3 0,100 M Na2S2O3 -mérőoldat kell.
Írja fel az elektródfolyamatokat! Mennyi oxigén vált le az anódon? Milyen arányban fordítódott az elektromos energia a két anódfolyamatra?
Megoldás
A két anódfolyamat :
- 2 Cr3+ + 14 OH- = Cr2O72- + 6e- + 7 H2O
- 4 OH- = 2H2O + O2 + 4e-
a katódfolyamat:
- 2H+ + 2e- = H2
A katódon (10 / 24,5) mol = 0,408 mol hidrogén fejlődik, ez 0,816 F töltés áthaladását jelenti. Ennyi mól elektron keletkezik az anódreakciókban.
A
Cr2O72-+ 6I- + 7H2O = 2Cr3+ + 3I2 + 14H+
és
I2 + 2 S2O32- = 2I- + S4O62-
egyenletek alapján kiszámítható, hogy a mérőoldatban lévő 3,2 mmol tioszulfátnak 1,6mmol jód felel meg, ennyi jódot pedig harmadennyi dikromáttal hozhatunk létre, azaz 0,533 millimóllal. Ennyi van az oldat századrészében. Az egész oldatban tehát 53,3mmol dikromát van, ami hatszorennyi, vagyis 319,8 mF töltés áthaladása során keletkezett.
Az összes áthaladt töltés 816mF, ebből
- dikromát-képződésre fogyott 319,8 mF (39,2%)
- Oxigén-képződésre fogyott 496 mF (60,8%)
496 mF negyed-ennyi oxigént hoz létre, vagyis 124 millimólt, ami 3,038 liter (St.áll.) O2.
