Esercitazione n. 4

ESPERIENZA DI LABORATORIO N. 4
“L’ELETTROLISI: OSSIDAZIONI E RIDUZIONI CON L’IMPIEGO DI ENERGIA ELETTRICA”
Il passaggio di corrente continua attraverso una soluzione può provocare la riduzione al catodo degli
ioni e delle molecole elettroriducibili, capaci di accettare elettroni e l’ossidazione all’anodo, delle
specie ioniche e molecolari, che possono cedere elettroni.
Nell’elettrolisi dell’acqua, resa conduttrice mediante una piccola aggiunta di un elettrolita, si ha
all’anodo, l’ossidazione di molecole di acqua, con sviluppo di ossigeno e al catodo la riduzione di
molecole d’acqua, con sviluppo di idrogeno.
Nell’elettrolisi di una soluzione acquosa di un sale si avrà l’ossidazione oppure la riduzione dei suoi
ioni agli elettrodi, se il lavoro elettrico necessario per questi processi è minore di quello che occorre
per la riduzione e l’ossidazione dell’acqua.
In questo esperimento verranno studiati due procedimenti elettrolitici.
Parte I ) elettrolisi di soluzione di ioduro di potassio;
Parte II ) elettrolisi di soluzione acquosa di sali ferrosi e sali ferrici.
Materiale occorrente
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Morsetti;
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Ioduro di potassio (KI) 0,5 M;
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Tubo ad U;
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Cloruro ferrico (FeCl3)0,1 M;
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2 mine di grafite;
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Cloroformio (CHCl3);
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Adattatori;
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Tiocianato di potassio
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Sostegno + pinze;
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Cartina al tornasole;
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3 Provette (tubi da saggio); Contagocce;
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Bacchetta di vetro;
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Cilindro da 100cc;
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Ovatta;
(KSCN) 0,01 M;
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Cloruro ferrico (FeCl3) 0,01 M;
Sale di Mohr solido;
Salda d’amido;
Procedimento
Parte I :
a) Montare il dispositivo come illustrato in figura 1 impiegando come elettrodi bastoncini di
grafite in dotazione. La tensione (continua) da applicare agli elettrodi è di circa 12 volts
(controllare sull’adattatore).
b) Prelevare circa 30cc di ioduro di potassio 0,5 M e riempire il tubo ad U fino al livello
indicato in figura 1.
c) Applicare la tensione agli elettrodi, far procedere l’elettrolisi per circa 5 minuti e staccare la
corrente.
d) Osservare e prendere nota che all’anodo si verifica un cambiamento di colore che è dovuto
ad un’ossidazione.
e) Osservare e annotare ogni eventuale fenomeno che si è verificato al catodo, dovuto alla
riduzione.
f) Togliere con cura gli elettrodi ed odorare l’elettrodo impiegato come anodo.
g) Con un contagocce prelevare circa 30 gocce di soluzione catodica dopo aver saggiato la
concentrazione idrogenionica con l’indicatore universale, aggiungere qualche goccia di
cloruro ferrico 0,1 M e notare i risultati. Scrivere l’equazione per questa reazione, tenendo
presente l’indicazione avuta dall’indicatore universale.
h) Prelevare con un altro contagocce 30 gocce di liquido dal lato dell’anodo. Aggiungere 20
gocce di cloroformio e agitare. Lasciare separare i due strati e notare il colore di entrambi.
i) Prelevare con lo stesso contagocce altri 30 gocce di liquido dal lato dell’anodo. Aggiungere
qualche goccia di salda d’amido e osservare la colorazione formatasi.
Domande:
1. Come si spiegano le variazioni cromatiche osservate in seguito all’elettrolisi?
2. Qual è l’effetto dell’aggiunta di cloroformio nell’operazione h?
3. Qual è approssimativamente la concentrazione di H+ al catodo? E quale quella di
OH- ?
4. Perché si verificano queste variazioni di concentrazione idrogenionica ?
Parte II:
a) Dopo aver sciacquato il tubo ad U e gli elettrodi di carbone, montare l’ apparecchio
analogamente a quanto prima realizzato.
b) Inserire nella parte curva di questo tubo un batuffolo di cotone piuttosto spesso aiutandosi
con una bacchetta di vetro, versare da un lato e dall’altro di esso una soluzione 0,01 M di
tiocianato di potassio prelevato con un cilindro da 100 cc fino ad arrivare al livello indicato
nella figura 1.
c) Aggiungere nel ramo di destra del tubo ad U, 5 gocce di soluzione di cloruro ferrico 0,01M
e nel ramo di sinistra una spatolata abbondante di solfato ferroso ammonico (Sale di Mohr).
d) Inserire gli elettrodi come nella parte I e fissare il tubo ad U all’asta. Collegare l’elettrodo
immerso nella soluzione del ramo di destra del tubo ad U con il polo negativo (catodo) e
collegare l’altro con il polo positivo (anodo).
e) Fare passare la corrente per 5 minuti e notare i risultati.
f) Dopo 10 minuti invertire la polarità agendo sull’adattatore: osservare ogni eventuale
fenomeno.
Domande:
1. Spiegare le variazioni cromatiche osservate in seguito al passaggio della corrente
nella soluzione e nell’inversione di polarità.
2. Formulare le equazioni relative alle reazioni che hanno avuto luogo agli elettrodi e
nell’ interno della soluzione.