Η ηλεκτρόλυση είναι μια διαδικασία που χαρακτηρίζεται απόιδιότητες οξειδοαναγωγής σε σχέση με τα συστατικά στοιχεία των αλάτων και άλλων ενώσεων που βρίσκονται σε τήγματα ή διαλύματα όταν τα διέρχεται ηλεκτρικό ρεύμα.
Η ηλεκτρόλυση μπορεί να παράγει μέταλλα καιμη μέταλλα που χαρακτηρίζονται από υψηλό βαθμό χημικής καθαρότητας. Αυτή η αντίδραση είναι απλή και προσβάσιμη· μπορεί ακόμη και να προσομοιωθεί στο σπίτι. Αυτό θα απαιτήσει κάποια πηγή συνεχούς ηλεκτρικού ρεύματος, ένα ζεύγος ηλεκτροδίων και έναν προπαρασκευασμένο ηλεκτρολύτη. Η πιο βασική ιδιότητα των ηλεκτρολυτών είναι η ικανότητά τους να μεταφέρουν ηλεκτρικό ρεύμα.
Υπάρχουν ηλεκτρόλυση διαλυμάτων και λιωμένων αλάτων,Αν και είναι γενικά παρόμοια, έχουν μια σειρά από σημαντικές διαφορές. Κατά τη διεξαγωγή ηλεκτρόλυσης διαλυμάτων, θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η συμμετοχή των ιόντων διαλυτών στη διαδικασία. Η ηλεκτρόλυση των τήγματος χαρακτηρίζεται από την παρουσία μόνο ιόντων της ίδιας της ουσίας.
Για να αποκτήσετε το επιθυμητό προϊόν (είτε είναι μέταλλο, αέριο ή κάποιο μη μέταλλο), θα πρέπει να ανησυχείτε για την επιλογή του κατάλληλου ηλεκτροδίου και την προετοιμασία του κατάλληλου ηλεκτρολύτη.
Το υλικό για τα ηλεκτρόδια μπορεί να είναι οποιοδήποτεαγωγός ηλεκτρικού ρεύματος. Στις περισσότερες περιπτώσεις, χρησιμοποιούνται μέταλλα και κράματα· μεταξύ των μη μετάλλων, οι ράβδοι γραφίτη (άνθρακας) μπορούν να επιδείξουν καλή απόδοση ως ηλεκτρόδιο. Πολύ σπάνιες, αλλά είναι γνωστές τεχνολογικές λύσεις στις οποίες τα υγρά χρησιμεύουν ως υλικό για ηλεκτρόδια.
Όλα είναι έτοιμα για να πραγματοποιηθεί η ηλεκτρόλυσηδιαλύματα αλατιού. Το θετικό ηλεκτρόδιο ονομάζεται άνοδος. Το αρνητικό ηλεκτρόδιο ονομάζεται κάθοδος. Με τη διεξαγωγή ηλεκτρόλυσης διαλυμάτων, η άνοδος οξειδώνεται (διαλύεται) και η κάθοδος ανάγεται. Είναι πολύ σημαντικό η «διάλυση» της ανόδου να μην επηρεάζει τη χημική διαδικασία που συμβαίνει στο διάλυμα (τήγμα). Διαφορετικά, η κύρια προϋπόθεση για την άνοδο είναι η αδράνειά της. Ιδανικά θα ήταν κατασκευασμένο από πλατίνα, αλλά οι άνοδοι γραφίτη (άνθρακας) είναι επίσης πολύ αποτελεσματικές.
Σχεδόν κάθε τύπος είναι κατάλληλος για την κάθοδο.μεταλλική πλάκα (δεν θα διαλυθεί). Οι κάθοδοι χαλκού, ορείχαλκου, άνθρακα (γραφίτης), ψευδάργυρου, σιδήρου και αλουμινίου χρησιμοποιούνται ευρέως στη σύγχρονη βιομηχανία.
Πραγματοποίηση ηλεκτρόλυσης διαλυμάτων στο σπίτισυνθήκες, πρακτικά από διαθέσιμα υλικά είναι δυνατό να ληφθούν ουσίες όπως οξυγόνο, χλώριο, υδρογόνο, χαλκός, ασθενές οξύ ή αλκάλιο και θείο. Μην κάνετε υπερβολική χρήση πειραμάτων με χλώριο - είναι δηλητηριώδες!
Για να ληφθεί οξυγόνο και υδρογόνο είναι απαραίτητοηλεκτρολύστε ένα διάλυμα μαγειρικής σόδας (μια εναλλακτική λύση είναι η ανθρακική σόδα). Κοντά στο ηλεκτρόδιο «+» (άνοδος) θα απελευθερωθεί οξυγόνο με τη μορφή φυσαλίδων και κοντά στην κάθοδο («-») θα απελευθερωθεί υδρογόνο. Στο ερώτημα γιατί συνέβη η αναγωγή του υδρογόνου και όχι του νατρίου, όπως θα μπορούσε κανείς να υποθέσει, μπορεί κανείς να βρει την απάντηση: στη σειρά των τάσεων των μετάλλων, το Na βρίσκεται στα αριστερά του Η2, αντίστοιχα, στον ανταγωνισμό δύο κατιόντων, το υδρογόνο κέρδισε το νάτριο. Χρησιμοποιώντας αυτή την αντίδραση ως παράδειγμα, είδαμε πώς η ηλεκτρόλυση των διαλυμάτων ουσιαστικά μετατράπηκε σε ηλεκτρόλυση ενός διαλύτη (νερό).
Χρησιμοποιώντας ένα διάλυμα θειικού χαλκού ως ηλεκτρολύτη, θα πάρουμε μια σκούρα κόκκινη επίστρωση στην κάθοδο, η οποία είναι καθαρό μέταλλο, ανηγμένο χαλκό.
Με βάση τα αποτελέσματα δύο πειραμάτων στοη ηλεκτρόλυση μπορεί να κάνει κάποιες γενικεύσεις. Η θετική άνοδος γίνεται ένα μέρος για την αναγωγή των ανιόντων· και στις δύο περιπτώσεις που συζητήθηκαν παραπάνω, αποδείχθηκε ότι ήταν οξυγόνο. Τα κατιόντα ανάγεται στην κάθοδο· στα πειράματά μας, αποδείχθηκε ότι ήταν υδρογόνο στην πρώτη περίπτωση, χαλκός στη δεύτερη. Κατά κανόνα, τα κατιόντα είναι μέταλλα ή υδρογόνο, αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να είναι αμέταλλα και αέρια. Η κατάσταση οξείδωσης ενός στοιχείου παίζει σημαντικό ρόλο στη διαδικασία αναγωγής.
