Elektrolýza NaCl a pH indikátor

Vzdelávacia oblasť: VÝZNAMNÉ CHEMICKÉ PRVKY A ZLÚČENINY
Tematický celok: NEUTRALIZAČNÉ A REDOXNÉ REAKCIE
Téma: REDOXNÉ DEJE

Redoxné reakcie, ktoré prebiehajú na elektródach pri prechode jednosmerného elektrického prúdu roztokom alebo taveninou, nazývame elektrolýza.

Elektrolýzu roztoku soli NaCl pri prechode jednosmer. el. prúdu znázorňujú nasledovné chemické reakcie:

1. reakcia: NaCl → Na + Cl₂

2. reakcia: Na + H₂O → NaOH + H₂

Plynný chlór sa vylučuje na kladnej elektróde. Vznikajúci sodík okamžite reaguje s molekulami vody za vzniku hydroxidu sodného. Ďalším produktom je vodík, ktorý môžeme pozorovať ako bublinky unikajúceho plynu pri zápornej elektróde (ktorou je grafitová ceruzka).

Keďže použitý roztok soli obsahuje indikátor, vznikajúci zásaditý roztok vyvolá farebnú zmenu, čo pozorujeme ako farebné písmo písané obyčajnou grafitovou ceruzkou.

Pokús sa realizovať experiment podľa zadaného postupu a odpovedz na zadané otázky.

Pomôcky a chemikálie:

• červená kapusta, kuchynská soľ, voda,
• hrniec, pohár, štetec, filtračný papier (pijak zo zošita alebo kávový filter), tanierik, izolovaný drôtik (20cm), obyčajná ceruzka s grafitovou tuho, 9V batéria

Postup:

1. Priprav roztok červenej kapusty:

• Natrhaj 2-3 listy červenej kapusty, vlož ich do hrnca a zalej približne 1dcl vody.
• Zmes zohrej až do varu a chvíľu povar. Nechaj vychladnúť a preceď.

2. Priprav roztok soli:

• V precedenom vychladnutom roztoku červenej kapusty rozpusti 2-3 lyžičky soli.

3. Na 9V batériu pripevni opatrne drôtiky – jeden na kladný pól a druhý na záporný pól. (Dávaj pozor, aby sa drôtiky vzájomne nespojili a nespôsobil(a) si skrat)

4. Drôtik zo záporného pólu pripoj na jeden koniec grafitovej ceruzky tak, aby sa dotýkal tuhy.

5. Filtračný papier polož na tanierik a poriadne navlhči pomocou štetca pripraveným roztokom červenej kapusty a soli.

6. Drôtik z kladného pólu batérie polož na vlhký papier.

7. Vezmi ceruzku a začni s ňou opatrne písať na vlhký filtračný papier (Ceruzka musí byť stále spojená so záporným pólom batérie. Neustále dávaj pozor, aby sa drôtiky neodpojili alebo neprekrížili a nespôsobil(a) si tak skrat)

Otázky:

1. Chemické reakcie vyrovnaj na chemické rovnice.

2. Napíš čiastkové deje oxidácie a redukcie v 1. aj 2. reakcii.

3. Pomenuj jednotlivé chemické látky: NaCl, Na, Cl₂, NaOH, H₂

4. Hydroxid sodný je z hľadiska rozdelenia chemických zlúčenín: kyselina alebo zásada.

5. Fenolftaleín sa používa ako pH indikátor. Vysvetli, čo je to pH indikátor.

6. Akými farebnými zmenami v závislosti od pH prechádza fenolftaleín? Vznik akej chemickej zlúčeniny indikuje?

7. Prečo grafitová ceruzka v prvej časti pokusu vo videu píše cyklámenovou farbou?

8. Zisti, prečo červenú kapustu môžeme použiť ako indikátor pH? Čo obsahuje?

9. Akou farbou písala grafitová ceruzka v prípade použitia indokátora červenej kapusty? Vysvetli prečo.

10. Vysvetli, prečo obyčajná ceruzka vedie elektrický prúd. Z čoho sa skladá?

11. Vyhľadaj, na čo presne sa elektrolýza NaCl využíva v praxi.

12. Počas elektrolýzy NaCl sa minulo 2,8g tejto soli. Aké je to látkové množstvo?