Kjemi 2 eksamen vår 2020

Her ser du et utdrag av besvarelsen på spørsmål 4a:

Saltsyre (HCl) deprotoneres fullstendig når den løses i vann, fordi den er en sterk syre:

Hydrogenionene (H⁺) som dannes i denne reaksjonen har standard reduksjonspotensiale lik 0 V. Klorionene som dannes i denne reaksjonen er reduserte, men kan oksideres til Cl₂ ved en svært energikrevende prosess, noe man ser av det standard reduksjonspotensialet til Cl₂, som er 1,36 V.

Vi vet at skruen består av en kobberlegering, altså inneholder den blant annet Cu(s). For å få faste metaller i løsning, må de oksideres. Omdannelsen av kobber til kobber(II)-ioner kan beskrives ved følgende oksidasjons-halvreaksjon:

Dersom vi kobler denne halvreaksjonen mot reduksjon av H⁺-ioner, får vi følgende reaksjon:

Reduksjon av H⁺:

Siden elektronoverføringen er lik i begge halvreaksjoner, kan den fullstendige redokslikningen skrives som:

Det totale standard cellepotensialet til denne reaksjonen er dermed:

Siden det totale standard cellepotensialet til reaksjonen er negativt, vil ikke reaksjonen gå spontant. Det betyr at kobberet i skruen ikke vil kunne oksideres med H⁺ som oksidasjonsmiddel. HCl vil derfor ikke egne seg til å bringe kobber på ioneform.  

Det er i tillegg andre metaller i skruens kobberlegering som må oksideres for å kunne bringes på ioneform. Metaller som jern, bly, tinn og nikkel vil gi svært lave totale standard cellepotensialer med H⁺ som oksidasjonsmiddel. Dette ser vi av deres standard reduksjonspotensialer, som ligger svært nærme null. Oksidasjon av slike metaller vil derfor gå tregt, om i det hele tatt, med H⁺ som oksidasjonsmiddel. Derfor egner HCl seg dårlig til denne reaksjonen.  

Et passende reagens til denne reaksjonen kan for eksempel være salpetersyre, som betegnes som en oksiderende syre.

Reduksjons-halvreaksjonen har et høyt standard reduksjonspotensiale, noe som gjør det til et godt ..