Elektrolyse av hydrogenfluorid og kaliumfluorid til fluorgass

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

Fluor, $F_{2}$ , kan framstilles gjennom elektrolyse av en blanding av smeltet hydrogenfluorid, $HF$ , og kaliumfluorid, $KF$ . I elektrolysen blir det også dannet hydrogen, $H_{2}$ .

Figur 1 viser en forenklet skisse av elektrolysekaret. Ytterveggene av stål fungerer som den ene elektroden, og i karet er det plassert en elektrode av grafitt. Fluorgass og hydrogengass ledes ut gjennom egne rør.

Figur 1: Elektrolyse av hydrogenfluorid og kaliumfluorid

Skriv halvreaksjonen for reaksjonen som skjer ved grafittelektroden.

Avgjør hvilken elektrode som er katode i elektrolysekaret.

Hvor mange gram fluor kan maksimalt dannes dersom det dannes $4 g$ hydrogen?

Fasit

$2 F^{-} \to F_{2} (g) + 2 e^{-}$

Stålelektroden er katode, fordi hydrogen dannes der ved reduksjon.

$m (F_{2}) \approx 76 g$

LøsningsforslagKI-generert

Figuren viser at fluorgass ledes ut over grafittelektroden. Fluoridioner i smelta oksideres til fluorgass:

2 F^{-} \to F_{2} (g) + 2 e^{-}

Oksidasjonstallet til fluor øker fra $- 1$ til $0$ .

Katoden er elektroden der det skjer en reduksjon.

Figuren viser at hydrogengass ledes ut over stålelektroden. I $HF$ har hydrogen oksidasjonstall $+ 1$ . I $H_{2}$ er det $0$ . Hydrogen blir altså redusert ved stålelektroden:

2 H F + 2 e^{-} \to H_{2} (g) + 2 F^{-}

$Stålelektroden (ytterveggen) er katode$ . Grafittelektroden, der fluorid oksideres, er anode.

Totalreaksjonen er

2 H F \to H_{2} (g) + F_{2} (g)

Begge halvreaksjonene overfører $2 m o l$ elektroner per mol gass. Det dannes derfor like mange mol $F_{2}$ som $H_{2}$ .

Periodesystemet gir $M (H_{2}) = 2 \cdot 1,008 g / m o l \approx 2,0 g / m o l$ og $M (F_{2}) = 2 \cdot 19,00 g / m o l = 38,00 g / m o l$ .

\begin{matrix} n (H_{2}) & = \frac{4 g}{2,0 g / m o l} = 2,0 m o l \\ n (e^{-}) & = 2 \cdot 2,0 m o l = 4,0 m o l \\ n (F_{2}) & = \frac{4,0 m o l}{2} = 2,0 m o l \\ m (F_{2}) & = 2,0 m o l \cdot 38,00 g / m o l = 76 g \end{matrix}

Det kan maksimalt dannes $m (F_{2}) \approx 76 g$ . Med $M (H_{2}) = 2,016 g / m o l$ blir svaret $75 g$ .

Vedlegg

Vedleggene i oppgavesettet til Kjemi 2 H2025. De kunne brukes på hele eksamen, også del 1 (om hjelpemidlene).

Åpne på egen side: Tabeller og formler i kjemi

Oppgavedata

Hentet fra: Kjemi 2 H2025, del 1, oppgave 5
Del: Del 1, uten hjelpemidler, med vedlegg — les om hjelpemidler
Hjelpemidler: Skrivesaker og linjal
Vedlegg i oppgavesettet
Ingen kalkulator eller digitale verktøy. Vedleggene i oppgavesettet kan brukes på begge deler.
Kategori: 2
Vanskegrad: 2
Temaer: Elektrolyse, Redoksreaksjoner, Støkiometri

Elektrolyse av hydrogenfluorid og kaliumfluorid til fluorgass

Innstillinger

Utseende

Oppgaver og visning

Utskrift

Synkronisering

Sync på tvers av enheter

Elektrolyse av hydrogenfluorid og kaliumfluorid til fluorgass

Lov på eksamen

Forstå oppgaven med en KI

Tastatursnarveier

Navigasjon

I oppgave

Elektrolyse av hydrogenfluorid og kaliumfluorid til fluorgass

Elektrolyse av hydrogenfluorid og kaliumfluorid til fluorgass

Lov på eksamen

Temaer