23. Kísérlet – 9V-os elem pólusainak azonosítása

Feladat

Egy 9 V-os elemről lekopott a pólusok jelölése. Ennek meghatározására öntsön Petri-csészébe kevés nátrium-szulfát oldatot, adjon hozzá néhány csepp fenolftalein indikátort. Áztasson egy darabka szűrőpapírt az oldatba, helyezze sima felszínre (például a Petri-csésze fedelére vagy egy csempére), és nyomja az elem mindkét kivezetését a nedves papírra. A megfigyeltek alapján azonosítsa az elem két pólusát! Írja fel az elektródokon zajló egyenleteket is!

Szükséges eszközök és anyagok

• műanyag tálca • nátrium-szulfát oldat (2 mol/dm3) • védőszemüveg
• Petri-csésze vagy csempelap • fenolftalein indikátor • gumikesztyű
• szűrőpapír • desztillált víz
• hulladékgyűjtő 9 V-os elem (a pólusok jelölése lekaparva vagy lefestve)

Figyelmeztető jelölések

protection glasses weblaboratorium A kísérlet végzése közben védőszemüveg használata kötelező! protection gloves weblaboratorium A kísérlet végzése közben védőkesztyű használata ajánlott!

Videó

 

Megfigyelések, tapasztalatok, következtetések

A nátrium-szulfát oldathoz előzőleg néhány csepp brómfenolkék indikátort adtam, mivel fenolftaleint nem találtam a laborban, de az elv ugyanaz. Ennek az indikátornak az átcsapási tartománya pH 3.0 és 4.6 között van, alatta sárga, felette kék színű. Mivel a Na2SO4 oldat közel semleges így egy csepp ecettel (CH3COOH) megsavanyítottam, így az indikátor sárga lett. Egy kis darab szűrőpapírt átitattam az oldattal és az elem pólusaira helyeztem. Néhány másodperc múlva kék elszíneződést láthatunk a katódon (negatív pólus). Itt hidrogén gáz szabadul fel és hidroxid ionok mennek oldatba, a kémhatás lúgos lesz. Az anódon O2 szabadul fel és H+ ionok mennek oldatba, a pH itt savas irányba tolódik.

Ha fenolftaleinnel végezzük a kísérletet akkor magenta színt fogunk látni.

Egy kis elmélet

Az elektrolízis az elektromos áram hatására végbemenő elektrokémiai folyamat. Az egyenáram hatására redoxi reakciók mennek végbe. Ha az elektrolit oldatba  két elektródot helyezünk, majd egyenáramot kötünk rá, az ionok az elektromos erőtér hatására az elektródok felé áramlanak:

– a pozitív ionok vagy kationok az elektronfelesleggel rendelkező, negatív töltésű katód felé vándorolnak, és ott redukálódnak (egy vagy több elektront vesznek fel).
– a negatív ionok vagy anionok az elektronhiánnyal rendelkező, pozitív töltésű anód felé vándorolnak, és ott oxidálódnak (egy vagy több elektront adnak le).

Katódon lezajló folyamat: 2H2O + 2e → 2OH + H2
Anódon lezajló folyamat: 2H2O → 4H+ + O2↑ + 4e

A nátrium-szulfát oldat elektrolízise során lényegében vízbontás történik, aminek következtében az oldat töményedik, a nátrium-szulfát mint elektrolit szerepét tölti be.

 

Share This:

 
Loading Facebook Comments ...

Leave a Comment