Lue keskustelun säännöt.
Kemian opettaja! Osaatko selittää elektrolyysin oikein?
10.12.2017 |
Olen rehellisesti sanoen todella hämmästynyt siitä, että en ole kuullut vielä yhdenkään suomalaisen opettajan selittävän siedettävästi veden elektrolyysiä, niin perustavanlaatuinen ja yleistietoon kuuluva kemiallinen ilmiö kuin se onkin. Sinä joka luet tätä, tunnetko ymmärtäväsi asian? No hyvä, kirjoita sitten kommentti ja kerro oman käsityksesi mukainen vastaus alla oleviin kysymyksiin.
Tunnettu faktahan on, että laimean natriumkloridiliuoksen elektrolyysissä natrium- ja kloridi-ionit eivät osallistu reaktioihin elektrodeilla, vaan sen sijaan vesi hajoaa vedyksi ja hapeksi. Anodilla vesimolekyylit luovuttavat elektroneja ja hapettuvat vetyioneiksi ja happikaasuksi. Katodilla vesimolekyylit puolestaan vastaanottavat elektroneja ja pelkistyvät hydroksidi-ioneiksi ja vetykaasuksi.
Nyt sitten se varsinainen kysymys kuuluu: Jos liuoksen natrium- ja kloridi-ionit eivät kerran osallistu näihin reaktioihin, niin mihin niitä ylipäätään tarvitaan elektrolyysissä? Miksi puhdas vesi ei johda sähköä eikä elektrolysoidu, mutta kun veteen liuotetaan natriumkloridia (tai muuta inerttiä elektrolyyttiä), niin miksi tämä yhtäkkiä mahdollistaakin vesimolekyylien hajoamisen anodilla ja katodilla?
Selvyyden vuoksi todettakoon, että itse uskon tietäväni vastauksen kysymykseen, mutta en ole ollenkaan varma, tietääkö tai ymmärtääkö moni muu. Odotan siis mielenkiinnolla keskustelua aiheesta! :)
Kommentit (50)
biotekniikan insinööri kirjoitti:
Ei tuo kuulu yleissivistykseen. Olen varmaan lukenut aiheesta opiskellessani, mutta en enää muista.
Sanoisin että kaikki mikä opetetaan peruskoulussa, kuuluu yleissivistykseen. Niin myös tämä asia.
Sisältö jatkuu mainoksen alla
Sisältö jatkuu mainoksen alla
Ei taida olla kemian opettajia linjoilla?
Asiaan voisi liittyä se, että vesimolekyylit ovat jonkinlaisena kompleksina liuoksessa ja natrium ja kloridi-ionit rikkovat tämän kompleksin muodon, jonka jälkeen elektrolyysi pääsee tapahtumaan.
Toinen ajatus voisi olla, että veteen muodostuneiden ionien pitää päästä liikkumaan katodilta / anodilta pois ja natrium sekö kloridiionit auttaisivat siinä.
Laimeissa suolan vesiliuoksissa tapahtuu vain veden hajoaminen. Hyvin epäjalot metalli-ionit kuten natriumionit eivät voi pelkistyä lainkaan vesiliuoksissa, vaan veden vety pelkistyy katodilla (+navalla) ja happi hapettuu anodilla (-navalla). Suolaionien tehtävä on kuljettaa vesimolekyylit elektrodeille (navoille). Jos suolaliuos on väkevä, niin anodilla hapettuvat kloridi-ionit klooriksi.
Tarvisi kaivaa jaksollinen järjestelmä että voisin selittää tämän erittäin selkeästi mm. maallikolle. Liittyy kuitenkin tiettyjen alkuaineiden käyttäytymiseen ja ulkoelektrodeihin. T:kemian insinööri
Sisältö jatkuu mainoksen alla
Vierailija kirjoitti:
Tarvisi kaivaa jaksollinen järjestelmä että voisin selittää tämän erittäin selkeästi mm. maallikolle. Liittyy kuitenkin tiettyjen alkuaineiden käyttäytymiseen ja ulkoelektrodeihin. T:kemian insinööri
Nyt meni valitettavasti ihan metsään. Luitko aloituksen varmasti kunnolla? t. ap
PS. Kemian insinööriltä voisi kyllä odottaa jaksollisen järjestelmän pääryhmien osaamista ulkoa ilman mihinkään kirjalliseen lähteeseen tukeutumista, jo ihan ammatillisen sivistyksenkin puolesta.
Olisi ollut mielenkiintoista tietää, millä pätevyydellä ap kuvittelee olevansa maan ylin kemian tuntija, erikoisalana juurikin elektrolyysi. Selitäpä sitten vielä, miksi hopeat kirkastuvat elektrolyysin avulla.
Sisältö jatkuu mainoksen alla
Eikö palstalla muka ole ketään joka olisi opiskellut kemiaa yliopistotasolla?
Kyllä nyt on palstailijoiden luonnontieteellinen sivistys aika heikoissa kantimissa...
Sisältö jatkuu mainoksen alla
Elektrolyysi on sitä, kun pudottaa kihartimen ammeeseen ja oikosulku iskee siinä samalla muutaman vetyatomin ilmaan. Ei siihen tarvita kemistiä tai insinööriä...
No en tod ole kemianopettaja, mutta puhdas vesi ei johda sähköä koska siinä ei ole ioneita. Vaikea sitä on elektrolyysi saada toimimaan ilman sähkövirtaa, siihen tarvitaan ne elektrolyytin ionit. Ilman ioneita ei synny koko kennoa, kun virta välistä puuttuu.
Sisältö jatkuu mainoksen alla
Puhtaassa vedessä vain erittäin pieni osa vesimolekyyleistä on ionisoituneena. Vesimolekyylit ovat kuitenkin poolisia, eli molekyylin toinen pää on hiukan positiivisesti, toinen negatiivisesti varautunut. Natrium- ja kloridi-ionien ympärille kertyy siksi vesimolekyylejä., positiivisten natriumien ympärille negatiivinen pää ioniin kiinni ja negatiivisten kloridi-ionien ympärille positiivinen. Ionit sitten kulkeutuvat elektrodeille ja kuljettavat vesimolekyylejä, jotka anodilla luovuttavat ja katodilla ottavat elektroneja. Puhtaassa vedessä kulkeutumista ei tapahdu.
Vierailija kirjoitti:
No en tod ole kemianopettaja, mutta puhdas vesi ei johda sähköä koska siinä ei ole ioneita. Vaikea sitä on elektrolyysi saada toimimaan ilman sähkövirtaa, siihen tarvitaan ne elektrolyytin ionit. Ilman ioneita ei synny koko kennoa, kun virta välistä puuttuu.
Koko ketjun pointinhan voisi oikeastaan tiivistää siihen, että miten ne elektrolyytin ionit voivat kontribuoida liuoksen sähkönjohtavuuteen, jos ne eivät osallistu hapetus- tai pelkistysreaktioihin elektrodeilla. Sillä jos ne eivät kerran luovuta tai vastaanota elektroneja, niin miten ne silloin voivat toimia varauksenkuljettajinakaan?
Sisältö jatkuu mainoksen alla
Kuten huomaat, kaikkia kiinnostaa valtavasti sun päteminen!
Vierailija kirjoitti:
Kuten huomaat, kaikkia kiinnostaa valtavasti sun päteminen!
Miksi sinulle tiedeaiheinen keskustelu on automaattisesti pätemistä? Eikö asioita voi pohtia vain siksi että kokee ne kiinnostavina?
Olen kemian opettaja ja kemisti (sähkökemiasta). Ota vaikka vanha kunnon Kivinen-Mäkitie iltalukemiseksi, sieltä selviää hyvin normaalipotentiaalit ja sen mukana myös kloridien ja muiden anionien käyttäytyminen elektrolyysissä. Hyvää yötä :)
Niin ja koska vesi on molekyyliyhdiste, niin se ei puhtaana aineena johda sähköä, kuten tiedät. Pienikin määrä ioneita lisää konduktanssia, sähkövarauksiensa vuoksi, joten veden hajottaminen elektrolyysillä helpottuu. Poolisena yhdisteenä vesi kyllä hajoaa elektrolyysissä lähes puhtaanakin aineena, mutta vaatii hyvin laimeana suolaliuoksena isomman jännitteen.
Niin ja jaan kyllä huolesi. Sähkökemian opettaminen (etenkin yläkouluun sopivalla yksinkertaisella tasolla) ei ole helppo laji. Eikä ole sitä edes yliopistolla....
Vierailija kirjoitti:
Olen kemian opettaja ja kemisti (sähkökemiasta). Ota vaikka vanha kunnon Kivinen-Mäkitie iltalukemiseksi, sieltä selviää hyvin normaalipotentiaalit ja sen mukana myös kloridien ja muiden anionien käyttäytyminen elektrolyysissä. Hyvää yötä :)
No jos olet oikein sähkökemisti, niin olisi kyllä erittäin mielenkiintoista kuulla sinun näkemyksesi aloituspostauksen kysymyksiin. Jaksatko tulla vielä huomenna tänne kirjoittamaan vastauksen?
Niin ja siis natriumkloridihan oli aloituksessa mainittu vain esimerkkinä. Mikä tahansa inertti elektrolyytti kelpaa sen paikalle, eikä kysymyksen idea siitä muutu miksikään. Tämän takia normaalipotentiaalit eivät ole aloitusviestin kysymyksen kannalta juurikaan relevantteja.
t. ap
En tiedä, mutta minulla oli yläasteella sen näköinen kemian ja fysiikan opettajatar, että siittimeni äärijäykistyi aina,kun näin hänet. Hänen etunimensä oli Leena, ja sukunimikin alkoi L-kirjaimella.
Ei tuo kuulu yleissivistykseen. Olen varmaan lukenut aiheesta opiskellessani, mutta en enää muista.