Elektrolyysi on prosessi, jolle on tunnusomaistaredoks-ominaisuudet suhteessa sulojen tai liuosten suolojen ja muiden yhdisteiden ainesosiin, kun niiden läpi kulkee sähkövirta.
Elektrolyysin avulla voit saada metalleja jaei-metallit, joille on tunnusomaista korkea kemiallinen puhtausaste. Tämä reaktio on yksinkertainen ja helposti saavutettavissa, sitä voidaan simuloida jopa kotona. Tämä vaatii jatkuvan sähkövirran lähteen, elektrodiparin ja valmiiksi valmistetun elektrolyytin. Elektrolyyttien perusominaisuus on niiden kyky johtaa sähkövirtaa.
Erota liuosten elektrolyysi ja sulatetut suolat,yleisestä samankaltaisuudesta huolimatta niillä on useita merkittäviä eroja. Liuosten elektrolyysin suorittamisessa on otettava huomioon liuotinionien osallistuminen prosessiin. Sulan elektrolyysille on ominaista vain itse aineen ionien läsnäolo.
Halutun tuotteen (joko metallin, kaasun tai muun kuin metallin) saamiseksi sinun on huolehdittava sopivan elektrodin valinnasta ja sopivan elektrolyytin valmistamisesta.
Elektrodien materiaali voi olla mikä tahansasähkövirran johtaja. Useimmissa tapauksissa käytetään metalleja ja seoksia; ei-metallien joukossa grafiittitangot (hiili) voivat näyttää hyviä indikaattoreita elektrodina. Hyvin harvoin, mutta tunnetaan teknisiä ratkaisuja, joissa nesteitä käytetään elektrodien materiaalina.
Kaikki on valmis suorittamaan elektrolyysisuolaliuokset. Positiivista elektrodia kutsutaan anodiksi. Negatiiviselle elektrodille käytetään nimitystä - katodi. Liuosten elektrolyysin suorittaminen anodi hapetetaan (liuotetaan) ja katodi pelkistyy. On erittäin tärkeää, että anodin "liukeneminen" ei vaikuta liuoksessa (sulassa) tapahtuvaan kemialliseen prosessiin. Muussa tapauksessa anodin pääedellytys on sen inerttiys. Ihannetapauksessa se voidaan valmistaa platinasta, mutta grafiitti (hiili) anodit ovat myös erittäin tehokkaita.
Katodille melkein kaikkimetallilevy (se ei liukene). Kupari, messinki, hiili (grafiitti), sinkki, rauta ja alumiinikatodit ovat laajalti käytössä nykyaikaisessa teollisuudessa.
Liuosten elektrolyysin suorittaminen kotonaolosuhteissa, käytännössä romumateriaaleista on mahdollista saada sellaisia aineita kuin happi, kloori, vety, kupari, heikko happo tai emäs, rikki. Älä käytä liikaa kloorikokeita - se on myrkyllistä!
Hapen ja vedyn saamiseksi se on välttämätöntäelektrolysoi ruokasoodaliuos (vaihtoehtoisesti sooda). Happi vapautuu kuplien muodossa "+" -elektrodin (anodin) lähellä, vety vapautuu katodin lähellä ("-"). Kysymykseen miksi vety pelkistyi eikä natrium, kuten voidaan olettaa, voidaan löytää vastaus: metallijännitesarjassa Na on H2: n vasemmalla puolella kahden kationin kilpailussa vety voitti ulos natriumista. Käyttämällä tätä reaktiota esimerkkinä todistimme, kuinka liuosten elektrolyysi muuttui itse asiassa liuottimen (veden) elektrolyysiksi.
Käyttämällä kuparisulfaattiliuosta elektrolyytinä saadaan katodille tummanpunainen pinnoite, joka on puhdas metalli, pelkistetty kupari.
Perustuu kahden kokeen tuloksiinjoitain yleistyksiä voidaan tehdä elektrolyysille. Positiivisesta anodista tulee paikka anionien pelkistymiselle; molemmissa edellä tarkastelluissa tapauksissa se osoittautui hapeksi. Katodissa kationit vähenevät; kokeissamme ne osoittautuivat vedeksi - ensimmäisessä tapauksessa kupariksi - toisessa. Kationit ovat pääsääntöisesti metalleja tai vetyä, mutta joissakin tapauksissa ne voivat olla sekä ei-metalleja että kaasuja. Elementin hapetustilalla on tärkeä rooli pelkistysprosessissa.
