Eloksering av aluminium ved elektrolyse i svovelsyre

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

Aluminium, $Al$ , har naturlig et tynt oksidlag, $A l_{2} O_{3}$ , som beskytter metallet mot korrosjon. Dette laget kan gjøres enda tykkere i en prosess som kalles eloksering, noe som bidrar til at metallet blir enda bedre beskyttet mot korrosjon og mekanisk slitasje.

Eloksering skjer ved elektrolyse i en svovelsyreløsning, $H_{2} S O_{4} (a q)$ , der gjenstanden av aluminium er en av elektrodene.

Figur 1: Eloksering av aluminiumsgjenstand, \mathrm{Al(s)}

Reaksjonsligningene for prosessen står nedenfor. De er skrevet riktig vei.

$4 O H^{-} \to O_{2} + 2 H_{2} O + 4 e^{-}$
$2 H^{+} + 2 e^{-} \to H_{2}$
$2 A l (s) + 3 O_{2} (g) \to 2 A l_{2} O_{3} (s)$

Bestem hva som blir oksidert og redusert i disse reaksjonene.

Forklar hvor i elektrolysekaret de ulike reaksjonene skjer.

Fasit

Oksidert: $O H^{-}$ (reaksjon 1) og $Al$ (reaksjon 3). Redusert: $H^{+}$ (reaksjon 2) og $O_{2}$ (reaksjon 3).

Reaksjon 1 og 3 skjer ved elektrode 2 (aluminiumsgjenstanden, plusspol, anode). Reaksjon 2 skjer ved elektrode 1 (minuspol, katode).

LøsningsforslagKI-generert

Vi ser på oksidasjonstallene. Øker oksidasjonstallet, blir stoffet oksidert (avgir elektroner). Minker det, blir stoffet redusert (tar opp elektroner).

Reaksjon 1: O går fra $- 2$ i $O H^{-}$ til $0$ i $O_{2}$ . Hydroksidionene avgir elektroner. $O H^{-}$ blir oksidert.

Reaksjon 2: H går fra $+ 1$ i $H^{+}$ til $0$ i $H_{2}$ . Hydrogenionene tar opp elektroner. $H^{+}$ blir redusert.

Reaksjon 3: Al går fra $0$ i $Al$ til $+ 3$ i $A l_{2} O_{3}$ . Aluminium blir oksidert. O går fra $0$ i $O_{2}$ til $- 2$ i $A l_{2} O_{3}$ . $O_{2}$ blir redusert.

I en elektrolyse skjer oksidasjon ved anoden, som er koblet til plusspolen. Plusspolen trekker elektroner ut av elektroden. Reduksjon skjer ved katoden, som er koblet til minuspolen og får tilført elektroner.

Elektrode 2 er aluminiumsgjenstanden. Den er koblet til plusspolen og er anode.

Reaksjon 1 avgir elektroner og skjer derfor her. $O_{2}$ dannes på overflaten av aluminiumet.
Reaksjon 3 skjer også her. Oksygenet reagerer med aluminiumet i gjenstanden, og oksidlaget $A l_{2} O_{3}$ blir tykkere. Det er nettopp det eloksering skal gi.

Elektrode 1 er koblet til minuspolen og er katode.

Reaksjon 2 tar opp elektroner og skjer derfor her. $H^{+}$ fra svovelsyren blir redusert til $H_{2}$ -gass.

Sensorveiledning

25 % for hver riktige konklusjon, i alt 100 %.
Det kreves begrunnelse enten i form av elektronoverføring eller oksidasjonstall.
Merk at oppgaven spør om hva som blir oksidert og redusert og at dette må komme tydelig fram i svaret.

33 % for hver riktig plasserte halvreaksjon/reaksjon, i alt 100 %.
[Reaksjon 1 og 3 på elektrode 2 og reaksjon 2 på elektrode 1.]
Verbet «forklare» er brukt i oppgaveteksten, så svarene bør begrunnes.
Delvis uttelling: inntil 75 % ved mangelfull begrunnelse.

Vedlegg

Vedleggene i oppgavesettet til Kjemi 2 V2025. 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 V2025, 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

Eloksering av aluminium ved elektrolyse i svovelsyre

Innstillinger

Utseende

Oppgaver og visning

Utskrift

Synkronisering

Sync på tvers av enheter

Eloksering av aluminium ved elektrolyse i svovelsyre

Lov på eksamen

Forstå oppgaven med en KI

Tastatursnarveier

Navigasjon

I oppgave

Eloksering av aluminium ved elektrolyse i svovelsyre

Eloksering av aluminium ved elektrolyse i svovelsyre

Lov på eksamen

Temaer