نیم واکنش های انجام شده در سلول الکترولیتی هنگام برق کافت آب به صورت زیر است:
\(\begin{aligned} \text{H}_2\text{O}_{\text{(l)}} &\rightarrow \text{O}_{2\text{(g)}} + \text{H}^+_{\text{(aq)}} \\\\ \text{H}_2\text{O}_{\text{(l)}} &\rightarrow \text{H}_{2\text{(g)}} + \text{OH}^-_{\text{(aq)}} \end{aligned}\)
آ با وارد کردن نماد الکترون در هر نیم واکنش مشخص کنید کدام نیم واکنش آندی و کدام کاتدی است؟
ب هر یک از نیم واکنش ها را موازنه کنید و معادله کلی واکنش را به دست آورید.
پ پیش بینی کنید کاغذ pH در محلول پیرامون آند و کاتد به چه رنگی درمیآید؟ چرا ؟
آ
نیم واکنش آندی:
\(\text{H}_2\text{O}_{\text{(l)}} \rightarrow \text{O}_{2\text{(g)}} + \text{H}^+_{\text{(aq)}} + \text{e}^- \)
نیم واکنش کاتدی:
\(\text{H}_2\text{O}_{\text{(l)}} + \text{e}^- \rightarrow \text{H}_{2\text{(g)}} + \text{OH}^-_{\text{(aq)}}\)
ب
\(\begin{aligned} 2\text{H}_2\text{O}_{\text{(l)}} &\rightarrow \text{O}_{2\text{(g)}} + 4\text{H}^+_{\text{(aq)}} + 4\text{e}^- \\ 4\text{H}_2\text{O}_{\text{(l)}} + 4\text{e}^- &\rightarrow 2\text{H}_{2\text{(g)}} + 4\text{OH}^-_{\text{(aq)}} \\ \hline 6\text{H}_2\text{O}_{\text{(l)}} &\rightarrow 2\text{H}_{2\text{(g)}} + 4\text{OH}^-_{\text{(aq)}} + 4\text{H}^+_{\text{(aq)}} + \text{O}_{2\text{(g)}} \end{aligned}\)
پ پیرامون آند، این شناساگر به رنگ قرمز در می آید؛ زیرا یون هیدروژن تک بار مثبت در این محل تولید می شود.
پیرامون کاتد، این شناساگر به رنگ آبی در می آید؛ زیرا یون هیدروکسید در این محل تولید می شود.