Fe Mechanisms

Medium

Reaction

Mechanism # 1 (pH 2)

Anode

2Fe ( s ) − 4e − → 2Fe ( aq ) 2 + ( E ° = + 0. 447   V ) (1)

2H 2 O ( l ) − 4e − → O 2 ( g ) + 4H ( aq ) + ( E ° = − 1.229   V ) (2)

Solution

2Fe ( aq ) 2 + + 4OH ( aq ) − → 2Fe ( OH ) 2 ( s ) (3)

Cathode

8H ( aq ) + + 8e − → 4H 2 ( g ) ( E ° = 0.000   V ) (4)

Total

2Fe ( s ) + 6H 2 O ( l ) → O 2 ( g ) + 4H 2 ( g ) + 2Fe ( OH ) 2 ( s ) (5)

Mechanism # 2

(pH 7)

Anode

2Fe ( s ) − 4e − → 2Fe ( aq ) 2 + ( E ° = + 0. 447   V ) (1)

Fe ( aq ) 2 + − e − → Fe ( aq ) 3 + ( E ° = − 0.771   V ) (6)

Fe ( s ) − 3e − → Fe ( aq ) 3 + ( E ° = + 0.037   V ) (7)

Solution

2Fe ( aq ) 2 + + 4OH ( aq ) − → 2Fe ( OH ) 2 ( s ) (3)

2Fe ( aq ) 3 + + 6OH ( aq ) − → 2Fe ( OH ) 3 ( s ) (8)

Cathode

8H 2 O ( l ) + 8e − → 4H 2 ( g ) + 8OH ( aq ) − ( E ° = − 0.828   V ) (9)

Total

3Fe ( s ) + 8H 2 O ( l ) → Fe ( OH ) 2 ( s ) + 2Fe ( OH ) 3 ( s ) + 4H 2 ( g ) (10)

Mechanism # 3

(pH 12)

Anode

Fe ( s ) − 3e − → Fe ( aq ) 3 + ( E ° = + 0.037   V ) (7)

Solution

2Fe ( aq ) 3 + + 6OH ( aq ) − → 2Fe ( OH ) 3 ( s ) (8)

Cathode

8H 2 O ( l ) + 8e − → 4H 2 ( g ) + 8OH ( aq ) − ( E ° = − 0.828   V ) (9)

Total

2Fe ( s ) + 6H 2 O ( l ) → 2Fe ( OH ) 3 ( s ) + 3H 2 ( g ) (11)

Al Mechanism

(pH 7)

Anode

Al ( s ) − 3e − → Al ( aq ) 3 + ( E ° = + 1.660   V ) (12)

2H 2 O ( l ) − 4e − → O 2 ( g ) + 4H ( aq ) + ( E ° = − 1.229   V ) (2)

Solution

Al ( aq ) 3 + + 3OH ( aq ) − → Al ( OH ) 3 ( s ) (13)

Al ( OH ) 4 ( aq ) − → OH ( aq ) − + Al ( OH ) 3 ( s ) (14)

Cathode

8H 2 O ( l ) + 8e − → 4H 2 ( g ) + 8OH ( aq ) − ( E ° = − 0.828   V ) (9)

Total

Al ( s ) + 5H 2 O → O 2 ( g ) + ( 7 / 2 ) H 2 ( g ) + Al ( OH ) 3 ( s ) (15)