Reazioni in una cella di elettrolisi: prodotti al catodo e all’anodo

Le reazioni che avvengono in una cella di elettrolisi di sali fusi o di sali in soluzione non sono immediatamente prevedibili.
Quando sono proposti esercizi sull’elettrolisi spesso sono fornite le sole sostanze di partenza e gli elettrodi utilizzati lasciando allo studente di prevedere, prima di passare alla risoluzione, le reazioni che avvengono al catodo e all’anodo.

Ciò spesso porta ad errori grossolani e pertanto nella seguente tabella sono riportate le reazioni che avvengono nelle celle di elettrolisi che sono proposte con maggiore frequenza.

Reazioni in una cella di elettrolisi

Elettrolita

Prodotto al catodo Semireazione al catodo Prodotto all’anodo Semireazione all’anodo Commenti
Ossido di alluminio fuso Al2O3(l) Alluminio allo stato fuso Al3+(l) + 3e → Al Ossigeno gassoso 2 O2-(l) →O2+ 4 e Metodo utilizzato per ottenere alluminio da una roccia contenente ossido di alluminio
Cloruro di sodio fuso NaCl(l) Sodio allo stato fuso Na+(l)+ 1 e → Na Cloro gassoso 2 Cl(aq) → Cl2(g) + 2 e Metodo utilizzato per ottenere sodio e cloro
Cloruro di sodio acquoso NaCl(aq) Idrogeno gassoso 2 H+(aq)+ 2 e→ H2(g) Cloro gassoso 2 Cl(aq) → Cl2(g) + 2 e Metodo utilizzato per ottenere idrogeno e cloro
Solfato di rame (II) acquoso CuSO4(aq) Rame metallico Cu2+(aq) + 2e → Cu Ossigeno gassoso In presenza di elettrodo inerte:2 H2O(l) → 4 H+(aq)+ O2(g) + 4 e Quando gli ioni rame si riducono la colorazione azzurra della soluzione diventa incolore
Solfato di rame (II) acquoso CuSO4(aq) Rame metallico Cu2+(aq) + 2e → Cu Ioni Cu2+ In presenza di elettrodo di rame:Cu(s) → Cu2+(aq) + 2e L’elettrodo di rame si consuma
HCl acquoso HCl(aq) Idrogeno gassoso 2 H+(aq)+ 2 e→ H2(g) Cloro gassoso 2 Cl(aq) → Cl2(g) + 2 e Da notare che tutti le soluzioni contenenti acidi sviluppano idrogeno gassoso al catodo
Acido solforico acquoso H2SO4(aq) Idrogeno gassoso 2 H+(aq)+ 2 e→ H2(g) Ossigeno gassoso 2 H2O(l) → 4 H+(aq)+ O2(g) + 4 e Mentre nel caso di HCl si sviluppa cloro nel caso di H2SO4 lo ione solfato non riesce a ossidarsi
Bromuro di piombo fuso PbBr2(l) Piombo metallico Pb2+(l)+ 2 e → Pb(s) Bromo sotto forma di vapore 2 Br(l) → Br2(g) Si verifica la comparsa di vapori di colore marrone
Cloruro di calcio fuso CaCl2(l) Calcio metallico Ca2+(l)+ 2 e → Ca(s) Cloro gassoso 2 Cl(aq) → Cl2(g) + 2 e Metodo industriale per l’ottenimento del calcio

 

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