Příprava vodíku elektrolýzou chloridu sodného

1       Čas: 20 minut

2       Pomůcky a chemikálie

Malý hliněný květináč, vosk, krystalizační miska, uhlíková elektroda, ocelová elektroda, vodivý drát se svorkami, zdroj stejnosměrného elektrického proudu (2-3 ploché baterie), pipeta, balonek, nasycený roztok NaCl,roztok KI (w = 5 %), škrobový maz, fenolftalein.

3       Princip

2 NaCl + 2 H₂O → 2 NaOH + H₂ + Cl₂

K provedení tohoto pokusu použijte malý hliněný květináč. Hliněná hmota zde bude fungovat jako diafragma. Umožní průchod elektrického proudu, ale neumožní smísení roztoků, oddělí prostor s jednotlivými elektrodami.

4       Postup

Otvor v květináči zalijte voskem a květináč ponořte do krystalizační misky s nasyceným roztokem chloridu sodného. Květináč naplňte asi do poloviny nasyceným roztokem chloridu sodného. Do roztoku v krystalizační misce ponořte uhlíkovou elektrodu a do roztoku v květináči elektrodu ocelovou (např. ocelový drát). K elektrodám připojte zdroj stejnosměrného elektrického proudu o napětí 9-12 V (2-3 ploché baterie spojené za sebou). Uhlík je anoda (+), ocel je katoda (-).

Elektrolýzu provádějte asi 5 minut a pak odpojte. Z krystalizační misky pak odsajte pipetou s balonkem trochu roztoku a dejte ho do zkumavky. Přidejte k němu 3 cm³ 5% roztoku jodidu draselného. Protřepejte a přidejte pár kapek škrobového mazu. Do roztoku v květináči přidejte pár kapek roztoku fenolftaleinu.

Pozorování: Ve zkumavce se objeví modré zabarvení. Roztok v květináči se zbarví růžovofialově.

Vysvětlení: Při elektrolýze vznikl na anodě chlor a rozpustil se ve vodě. Tento roztok reagoval s jodidem draselným. Vznikl jod, jehož přítomnost byla dokázána škrobem. Růžovofialové zabarvení roztoku v květináči je důkazem přítomnosti hydroxidu. Při elektrolýze zde vznikl hydroxid sodný a na elektrodě se vyloučil vodík.

5       Otázky a úkoly pro žáky

1)      Zapište rovnice reakcí probíhající na elektrodách

2)      Zapište rovnice následných reakcí probíhajících v soustavě (reakce chloru, reakce sodíku) a vysvětlete barevné změny v roztocích.

6       Metodické poznámky

• uhlíkovou elektrodu lze získat ze staré vybité ploché baterie, jako ocelovou elektrodu lze použít drát
• při dobře sestavené aparatuře reakce probíhá snadno a rychle