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Osservazione del moto degli ioni in una soluzione elettrolitica attraversata da corrente elettrica

La corrente elettrica, che attraversa una soluzione elettrolitica, non consiste di elettroni, come quella che circola in un metallo, ma di ioni, carichi positivamente e negativamente, che migrano in opposte direzioni.

Quando alla soluzione si applica una differenza di potenziale, gli ioni positivi (cationi) sono attratti dall'elettrodo negativo (catodo), mentre gli ioni negativi (anioni), sono attratti dall'elettrodo positivo (anodo).

Per la prova in oggetto si utilizza: un generatore di tensione continua da 20 V, carta da flitro (un po' spessa), cavetti elettrici con morsetti a coccodrillo, una soluzione 0,1 M di KNO3, soluzioni 1 M di KI e di Pb(NO3)2, contagocce, vetrini da microscopio.

Si tagliano due strisce di carta da filtro della stessa dimensione del vetrino (che funge da supporto). Si imbevono con KNO3 e si prepara un circuito elettrico secondo lo schema:

l'apparecchiatura pronta per l'esperimento

Volendo è più interessante tenere la carta asciutta, montare il circuito e far osservare agli studenti che l'amperometro non segna passaggio di corrente. Poi, quando la carta viene bagnata, il passaggio di corrente verrà evidenziato dallo strumento.

Si pone il vetrino tra i due morsetti; questi ultimi possono essere montati su due supporti con asta tramite due pinze, avendo l'accortezza di metterelo bene in piano, in modo tale da evitare che il liquido della soluzione elettrolitica coli da una parte. Poi si pongono 2 o 3 gocce della soluzione di KI nei pressi del catodo e 2 o 3 gocce di Pb(NO3)2 nei pressi dell'anodo.

Dopo circa 15 minuti si osserva una riga gialla di PbI2 spostata verso l'anodo. In pratica gli ioni I- sono migrati, sotto l'azione della differenza di potenziale, verso il polo positivo mentre gli ioni Pb++ sono migrati verso il polo negativo, incontrandosi e formando il precipitato giallo.

precipitazione dello ioduro di potassio

Ciò non avviene a metà strada, dato che lo ione ioduro è più leggero dello ione Pb++ ed ha quindi una velocità maggiore.

Si ripete l'esperimento su un supporto pulito, mettendo la soluzione di KI vicino al polo positivo ed il nitrato di piombo vicino a quello negativo. Ciò serve da conferma alla interpretazione del primo esperimento: infatti si vede che la reazione di precipitazione non avviene dato che gli ioni ioduro rimangono presso il polo positivo (dove subiscono l'ossidazione a I2 con formazione di una soluzione bruna) mentre gli ioni Pb++ a loro volta rimangono presso il catodo (dove si riducono a piombo metallico, ben evidente).

reazione anodica e catodica

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