التحليل الكهربائي لمحاليل المواد الأيونية

لتتعرف على نواتج التحليل الكهربائي لمحلول مادة أيونية نفّذ النشاط (5-6):

نشاط (5-6): نواتج التحليل الكهربائي لمحلول يوديد البوتاسيوم

المواد والأدوات اللازمة: محلول يوديد البوتاسيوم (KI) تركيزه 1 مول / لتر، وأنبوب كبير على شكل U، ومصدر فرق جهد، وأسلاك توصيل، وأقطاب غير نشطة كيميائياً (كربون أو بلاتين)، وفينولفثالين، وقطّارة.

خطوات العمل:

1. ضع 40 مل من محلول يوديد البوتاسيوم في أنبوب على شكل U.
2. ضع قطرتين من الفينولفثالين في المحلول.
3. ضع القطبين في المحلول كما في الشكل، ثم صل القطب الأول بالقطب الموجب لمصدر فرق الجهد، وصل القطب الثاني بالقطب السالب لمصدر فرق الجهد (6 فولت) كما في الشكل (6-10).
4. انتظر 5 دقائق، ثم ابدأ بتسجيل ملاحظاتك.
5. اكتب معادلة كيميائية تمثل تفكك يوديد البوتاسيوم في الماء.

يتأين يوديد البوتاسيوم في الماء حسب المعادلة الآتية:

لاحظت تلوّن المحلول حول المهبط باللون الزهري دلالة على وجود أيونات الهيدروكسيد OH⁻، كيف تفسّر ذلك؟

اتجهت أيونات البوتاسيوم الموجبة نحو القطب السالب المغمور في الماء، وحدث تنافس على الاختزال بين أيونات البوتاسيوم الموجبة وجزيئات الماء، تمعّن في المعادلتين الآتيتين:

كما تلاحظ أن اختزال الماء أكثر سهولة من اختزال أيونات البوتاسيوم في الظروف المعيارية فتم اختزالها ويتصاعد غاز الهيدروجين H₂، وينتج عن ذلك أيونات الهيدروكسيد، أما حول المصعد فيتلون المحلول بلون عنصر اليود البني.

ويبقى في المحلول أيونات البوتاسيوم وأيونات الهيدروكسيد، وتعدّ هذه طريقة لتحضير هيدروكسيد البوتاسيوم.

أما في التحليل الكهربائي لمحلول كلوريد البوتاسيوم، فإن الماء يختزل على المهبط ويطلق غاز الهيدروجين ويتأكسد المصعد مطلقاً غاز الأكسجين، إذا كان تركيز الكلور قليلاً، بينما تتأكسد أيونات الكلوريد، إذا كان تركيزها في المحلول عالياً وتطلق غاز الكلور، بسبب تقارب جهود تأكسد الماء والكلوريد.