در این سوال واکنشهای نیمسلولی مربوط به برقکافت آب داده شده که باید آنها را موازنه کرده و الکترودهای آند و کاتد را مشخص کنیم.
**نیمواکنشهای داده شده:**
1. \[ 2H_2O(l) \rightarrow O_2(g) + 4H^+(aq) + 4e^- \]
2. \[ 2H_2O(l) + 2e^- \rightarrow H_2(g) + 2OH^-(aq) \]
**توضیح:**
- واکنش اول، اکسیداسیون آب به اکسیژن و تشکیل یونهای \(H^+\) است.
- واکنش دوم، کاهش آب به هیدروژن و تشکیل یونهای \(OH^-\) است.
**موازنه و تعیین الکترودها:**
- برای یافتن واکنش کلی، باید واکنشها را با هم جمع کنیم. تعداد الکترونهای منتقلشده در هر دو واکنش برابر است، بنابراین میتوان آنها را مستقیم جمع کرد:
\[ 2H_2O(l) \rightarrow O_2(g) + 4H^+(aq) + 4e^- \]
\[ 2H_2O(l) + 2e^- \rightarrow H_2(g) + 2OH^-(aq) \]
- جمع میشود:
\[ 4H_2O \rightarrow O_2 + 2H_2 + 4H^+ + 2OH^- \]
- با حذف موارد مشترک و موازنه نهایی، به شکل زیر درمیآید:
\[ 2H_2O \rightarrow O_2 + 2H_2 \]
**الکترودها:**
- الکترود آند (اکسیداسیون): تولید اکسیژن. چون اکسیداسیون در آن اتفاق میافتد.
- الکترود کاتد (کاهش): تولید هیدروژن. چون کاهش در آن اتفاق میافتد.
بنابراین، واکنشها موازنه شده و الکترودها مشخص شدند.
