## Oplossing elektrolyseren

Elektrolyse van een oplossing is vaak ingewikkelder dan van een smelt. Met behulp van BINAS tabel 48 kunnen we voorspellen welke reacties zullen plaatsvinden en welke spanning minimaal vereist is voor de elektrolyse.
Bij elektrolyse reageert eerst de sterkste reductor (aan de plus-pool) en de sterkste oxidator (aan de min-pool). Zodra de elektrolyse begint, ontstaan rond de elektroden stoffen die zelf een elektrochemische cel vormen. Als deze cel stroom levert, stromen de elektronen in tegengestelde richting dan bij de elektrolyse. De bronspanning werkt de elektrolyse tegen. Pas als de uitwendig aangelegde spanning groter is dan de bronspanning van de ontstane cel, loopt de elektrolysestroom. De minimale spanning die nodig is voor elektrolyse noemen we de ontledingsspanning of elektrolysespanning. Deze kunnen we afleiden uit tabel 48 (zie voorbeeld 1).
Bij elektrolysereacties waarbij gassen ontstaan is nog een hogere spanning nodig. Deze extra spanning noemen we overspanning of overpotentiaa l. De hoogte ervan verschilt per gas en hangt ook af van het elektrodemateriaal (zie voorbeeld 2).

Bij de elektrolyse van een kaliumnitraatoplossing ontstaan waterstof en zuurstof
Bron: Brady & Senese, Chemistry

#### Voorbeeld 1

Elektrolyse van een 1,0 M koper(II)bromide-oplossing met Pt-elektroden.
Aan de negatieve pool ontstaat een laagje koper en aan de positieve pool wordt broom gevormd: de vloeistof kleurt oranje. Elektrodereacties:
Zodra koper neerslaat op de negatieve elektrode en broom ontstaat bij de positieve elektrode, ontstaat er in feite een koper/broom cel. De bronspanning (bij concentraties van 1 M) van deze cel is:
De ontledingsspanning voor deze elektrolyse is 0,75 V.

####

#### Voorbeeld 2

Elektrolyse van 1,0 M kaliloog met Pt-elektroden.
De elektroden zijn van platina en reageren dus niet. In de oplossing zijn aanwezig: K+ (aq), H2O(l) en OH- (aq). De deeltjes delen we in als oxidator of reductor:

oxidator | reductor | Vo(V)
H2O(l) |  | - 0,83
| H2O(l) | + 1,23
K+(aq) |  | - 2,92
| OH-(aq) | + 0,40

De sterkste oxidator is de oxidator met de hoogste standaard elektrodepotentiaal, in dit geval dus H2O. De sterkste reductor heeft de laagste Vo; in dit geval is dat OH-(aq). De elektrodereacties zijn dus:
De netto reactie is de ontleding van water. De hoeveelheden kalium- en hydroxide-ionen in de oplossing blijven constant. Deze ionen zorgen in feite voor het ladingtransport door de vloeistof.
Op het moment dat de eerste waterstof- en zuurstofbellen ontstaan aan de elektroden, is de deeldruk van deze gassen elk gelijk aan de buitendruk, zeg p0. De twee elektroden vormen dan een elektrochemische cel met een standaard waterstofelektrode en een standaard zuurstofelektrode. De elektrolysespanning voor deze elektrolyse is 1,23 volt. Er is een overspanning nodig van 0,6 V, zodat de totale vereiste ontledingsspanning 1,8 V is.

Uitleg over de elektrolyse.

Vervolg uitleg over de elektrolyse.