Vidéo question :: Identifier l’équation qui montre la réaction à la cathode lors de l’électrolyse d’une solution de chlorure de potassium à l’aide d’électrodes inertes Chimie

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Quelle équation montre la réaction à la cathode lors de l’électrolyse d’une solution de chlorure de potassium à l’aide d’électrodes inertes ?

Dans cette question, nous devons prédire les produits de l’électrolyse d’une solution saline, une solution de chlorure de potassium, KCl.

L’électrolyse consiste à utiliser l’électricité pour briser des liaisons chimiques et séparer une substance en ses parties constitutives. Voici un schéma d’une cellule électrolytique. Elle comprend une source d’alimentation, qui est une alimentation en courant continu. Et elle a deux électrodes différentes, l’anode et la cathode. Lorsque l’alimentation en courant continu est allumée, l’anode devient la borne positive et la cathode la borne négative. Ces bornes attireront les ions positifs et négatifs présents dans les solutions salines ou dans les sels fondus.

Le chlorure de potassium est un composé ionique qui peut se dissocier en ses ions constitutifs, K+ et Cl-, comme indiqué sur la figure. De plus, l’eau s’ionisera en ions H+ et en ions OH-. Les anions, de charge négative, sont attirés vers l’anode de charge positive et migrent vers l’anode, où ils sont oxydés. Autrement dit, les anions perdent des électrons à l’anode positive. Les cations, de charge négative, sont attirés vers la cathode de charge négative et vont migrer vers la cathode, où ils sont réduits. Autrement dit, les cations reçoivent des électrons de la cathode.

On nous demande quelle réaction se produit à la cathode. Nous pouvons être tentés de penser que du potassium solide se forme à la cathode. Mais rappelle-toi, il y a aussi des ions hydrogène en solution. Et ces cations sont en concurrence avec les cations potassium à la cathode.

Afin de déterminer lequel de ces ions positifs est réduit, nous pouvons utiliser la série de réactivité. Nous devons regarder où se situe le potassium par rapport à l’hydrogène. Les éléments au-dessus de l’hydrogène dans la liste sont plus réactifs que l’hydrogène. Et nous pouvons voir que le potassium est plus réactif que l’hydrogène. Plus un élément est réactif, et donc plus l’élément est haut dans la liste, plus il est facile à oxyder. Et moins un élément est réactif, et plus il est bas dans la liste, moins il est facile à oxyder et plus il est facile à réduire.

Donc, lorsque les ions potassium et les ions hydrogène entrent en compétition pour des électrons à la cathode, les ions hydrogène seront réduits plus facilement que les ions potassium. Ainsi, les ions hydrogène seront réduits, préférentiellement aux ions potassium. Les ions hydrogène gagneront des électrons et seront convertis en hydrogène gazeux. La réaction correcte à la cathode sera donc la production d’hydrogène gazeux à partir de ses ions. Deux H+ plus deux électrons donnent H2.