Elektrolízis

Az elektrolízis egy kémiai folyamat, melyet a vegyületek szétválasztására használnak az elektromos áram segítségével. Az elektrolitban jelen levő töltött anyagi részecskék, az ionok az elektrolitba helyezett valamely egyenáramú áramforrás sarkaival összekötött elektródok felé áramlanak az elektromos erőtér hatására. Röviden: az elektrolitba merülő elektródok felületén elektromos egyenáram hatására lejátszódó redoxi reakciók összessége.

Magyarázat

A pozitív töltésű ionok (kationok) az ellentétes polaritású elektród, a katód felé vándorolnak, ott redukálódnak (negatív töltéseket vesznek fel). A negatív töltésű ionok (anionok) pedig az anód felé vándorolnak és ott oxidálódnak (negatív töltéseket adnak le), majd felszabadulnak vagy másodlagos kémiai reakcióba lépnek az elektrolit vagy az elektród anyagával.

A fémek és a hidrogén mindig a katódon, az oxigén vagy a savmaradék az anódon válik ki.

Törvényei

Az elektrolízissel Faraday kísérletezett. Az egyik kísérletében sorba kötött három elektrolitet, mindegyik különböző koncentrációjú, s hőmérsékletű volt. A kísérlet végén azt figyelte meg, hogy az elektródokon lerakódott anyagmennyiség mindegyiknél ugyanannyi volt. Ebből azt a következtetést vonta le, hogy az elektrolízis sebessége nem függ az elektrolit koncentrációjától vagy hőmérsékletétől. Ez az elektrolízis első törvénye. Egy másik kísérletében azt vizsgálta, mi történik akkor, ha különböző áramerősségekre, s mindig t ideig végzi az elektrolízist. Empirikus vizsgálataiból arra következtetett, hogy a lerakódott anyagmennyiség, m ~ I vel. Utána állandó áramerősségen, s különböző ideig végezte a kísérleteket, s arra következtetett, hogy m ~ t. Matematikailag úgy foglalhatjuk össze ezt a két következtetést, ha azt írjuk, hogy m = K I t, ahol K az anyagra jellemző elektrokémiai egyenérték. Faraday törvényével is lehet számolni: $n={\frac {It}{zF}}$ ahol n a mólok száma, I az áramerősség, z az ion töltése, F pedig a Faraday-állandó.

Lásd még

• Elektrokémia