Elektrolýza
Z Wikipédie
Elektrolýza je fyzikálno-chemický dej, spôsobený priechodom elektrického prúdu cez roztok, pri ktorom dochádza k chemickým zmenám na elektródach.
Obsah |
[upraviť] Časticové vysvetlenie
Elektricky vodivý roztok obsahuje zmes kladných a záporných iónov, ktoré vznikajú disociáciou molekúl. Prechodom elektrického prúdu dochádza k pohybu kladných iónov (katiónov) k zápornej elektróde (katóde) a záporných iónov (aniónov) ku kladnej elektróde (anóde). Na elektródach takýmto spôsobom môže prebiehať chemická reakcia – medzi iónmi a elektródou, medzi iónmi samotnými alebo iónmi a roztokom (vďaka vyššej koncentrácii iónov pri elektródach).
[upraviť] Príklady elektrolýzy
[upraviť] Elektrolýza kuchynskej soli
Elektrolytom môže byť napríklad vodný roztok chloridu sodného NaCl (kuchynská soľ), ktorý je disociovaný na kladné ióny Na+ a záporné ióny chlóru Cl−. Elektródy môžu byť napríklad uhlíkové. Elektrické napätie medzi elektródami usmerní pohyb Na+ k zápornej elektróde, z ktorej si ión Na+ zoberie elektrón a zmení sa na elektricky neutrálnu časticu - atóm sodíka Na. Záporné ióny Cl− sú priťahované ku kladnej elektróde, ktorá príjma elektrón, a po dva atómy sa zlučujú do elektricky neutrálnej molekuly chlóru Cl2. Na zápornej elektróde sa teda z roztoku vylučuje pevný sodík (reaguje s vodou), na kladnej elektróde uniká plynný chlór. V elektrolyte za zmenšuje počet iónov, koncentrácia roztoku sa znižuje, kvapalina sa stáva menej vodivou.
[upraviť] Elektrolýza vody
Pri elektrolýze vody sa ako elektrolyt používa roztok kyseliny sírovej H2SO4 vo vode a elektródy z platiny, ktorá s kyselinou sírovou nereaguje. Disociáciou molekuly kyseliny sírovej v roztoku vznikajú kladné ióny vodíka H+ a záporné ióny SO42−. Katióny vodíka sa pohybujú k zápornej elektróde, od ktorej prijímajú elektrón a zlučujú sa do molekúl vodíka H2. Anióny SO42− sa pohybujú ku kladnej elektróde, ktorej odovzdávajú svoje prebytočné elektróny a elektricky neutrálna molekula SO4 okamžite reaguje s vodou - vzniká nová molekula H2SO4. Pri tejto reakcií sa uvoľňujú molekuly kyslíka O2. Pri zápornej elektróde sa teda vylučuje z roztoku vodík, pri kladnej elektróde sa vylučuje kyslík. Pritom v elektrolyte zostáva rovnaký počet molekúl kyseliny sírovej H2SO4, zatiaľ čo sa znižuje počet molekúl vody H2O, koncentrácia roztoku sa zvyšuje.
[upraviť] Galvanické pokovovanie
Príkladom galvanického pokovovania je pomedenie. Elektrolytom pri galvanickom pomedení môže byť roztok síranu meďnatého (CuSO4) vo vode, kladná eletróda musí byť z medi, zápornú eletródu tvorí pokovovaný predmet. CuSO4 sa vo vode disociuje na katióny medi Cu2+ a anióny SO42−. Ióny Cu2+ sú priťahované k zápornej elektróde, na ktorej postupne vytvárajú medený povlak. Ióny SO42− sú priťahované ku kladnej medenej elektróde, z ktorej vytrhávajú katióny medi Cu2+. Koncentrácia roztoku zostáva rovnaká, medená elektróda sa časom rozpustí.
[upraviť] Využitie elektrolýzy
- Oddeľovanie častíc rôznych chemických látok (elektrolýza vody)
- Elektrometalurgia - výroba čistých kovov (hliník)
- Elektronické čistenie kovov - rafinácia (meď, zinok, nikel)
- Galvanické pokovanie (chrómovanie, niklovanie, pozlacovanie) - pokrývanie predmetov vrstvou kovu
- Galvanoplastika - kovové odliatky predmetov, napríklad na výrobu odlievacích foriem
- Galvanické leptanie - kovová elektróda sa v niektorých miestach pokryje elektricky nevodivou vrstvou, nepokrytá časť sa prechodom prúdu elektroliticky vyleptá
- Polarografia - určovanie chemického zloženia látky pomocou zmien elektrického prúdu prechádzajeho roztokom skúmanej látky
- Akumulátory - nabíjanie chemického zdroja elektrického napätia priechodom elektrického prúdu
