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Sostanze prodotte durante l'elettrolisi

Come capire quali sostanze si producono agli elettrodi durante l'elettrolisi

Viene eseguita l'elettrolisi di una soluzione di CuSO4.

Determinare quali prodotti si sviluppano agli elettrodi e spiegane il motivo.

Svolgimento dell'esercizio

L'esercizio propone il caso dell'elettrolisi di una soluzione acquosa di solfato rameico.

Si chiede di individuare i prodotti dell'elettrolisi.

Al catodo possono avvenire le seguenti reazioni di riduzione:

Cu2+ + 2e- → Cu

2H+ + 2e- → H2

All'anodo possono avvenire le seguenti reazioni di ossidazione:

2 SO42- → S2O82- + 2e-

2 H2O → O2 + 4H+ + 4e-

I potenziali standard (potenziali standard di riduzione) delle coppie che possono reagire al catodo sono rispettivamente:

E° (Cu2+/Cu) = 0,345 V

E° (H+/H2) = 0 V

I potenziali standard (potenziali standard di riduzione) delle coppie che possono reagire all'anodo sono rispettivamente:

E° (O2/H2O) = 1,23 V

E° (S2O82-/SO42-) = 2,01 V

Se non sono determinati fenomeni di sovratensione, al catodo avviene la reazione con il maggior potenziale standard ovvero la riduzione dello ione Cu2+ a Cu metallico:

Cu2+ + 2e- → Cu

All'anodo avviene invece la reazione con il minor potenziale standard di riduzione ovvero l'ossidazione dell'ossigeno dell'acqua a ossigeno molecolare:

2 H2O → O2 + 4H+ + 4e-

Se si considerano anche le concentrazioni degli ioni nella soluzione pressoché neutra, i potenziali di elettrodo indicano che queste reazioni sono maggiormente favorite.

Pertanto le sostanze prodotte agli elettrodi sono Cu e O2.

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