Elektroliza otopina: opis, primjena

Elektroliza je proces koji karakterizira svojstva redukcije oksidacije s obzirom na sastavne elemente soli i drugih spojeva u tekućinama ili otopinama kada električna struja prolazi kroz njih.

Elektrolizom je moguće proizvesti metale i nefemale karakterizirane visokim stupnjem kemijske čistoće. Ova reakcija je jednostavna i pristupačna, može čak biti modelirana kod kuće. Da biste to učinili, potreban vam je neki izvor konstantne električne struje, par elektroda i prethodno pripremljen elektrolit. Najosnovnija svojstva elektrolita su njihova sposobnost provođenja električne struje.

Postoje elektrolitske otopine i taljevine soli, s općom sličnošću, imaju niz značajnih razlika. Izvođenje elektrolize otopina, potrebno je uzeti u obzir sudjelovanje otapala u tom procesu. Elektrolizu taljevine karakterizira prisutnost samo iona same tvari.

Da bi se dobio željeni proizvod (bilo metal, plin ili neki ne-metal), trebate voditi brigu o izboru odgovarajuće elektrode i pripremi prikladnog elektrolita.

Materijal za elektrode može biti bilo koji vodič električne struje. U većini slučajeva, metali i legure se koriste, među nonmetals, dobre grafitne šipke (ugljik) mogu poslužiti kao elektroda. Vrlo rijetko, ali su tehnološka rješenja poznata, u kojima tekućine služe kao elektrode za elektrode.

Sve je spremno za elektrolizu otopina soli. Pozitivna elektroda nazvana je anodom. Za negativnu elektrodu, oznaka je katoda. Izvođenje elektrolize otopina, anoda se oksidira (otopi), a katoda se obnavlja. Vrlo je važno da otapanje anode ne utječe na kemijski proces koji se odvija u otopini (taline). Inače, glavni uvjet za anodu je njezina inertnost. Idealno, može se izrađivati ​​od platine, ali su anite grafita (ugljika) također vrlo učinkovite.

Za katodu, gotovo sva metalna ploča će stati (neće se otopiti). Bakar, mjed, ugljik (grafit), cink, željezo, aluminijski katodi su naširoko koristi u suvremenoj industriji.

Izvođenje elektrolize otopina kod kuće, praktički iz improviziranih materijala, moguće je dobiti tvari poput kisika, klora, vodika, bakra, slabe kiseline ili alkalija, sumpora. Nemojte zlorabiti pokuse s klorom - to je toksično!

za proizvodnja kisika i vodik je potrebno podvrgnuti elektrolizi otopinu sode za pečenje (alternativa - kalcinirana soda). U blizini elektroda "+" (anoda) kisik se oslobađa u obliku mjehurića, vodika - na katodi (";"). Na pitanje zašto je došlo do oporavka vodika, a ne natrija, može se naći odgovor: u redovima metalnih napona Na nalazi se lijevo od H2, odnosno, u konkurenciji dva kationa, vodik pobijedio natrij. Na primjeru ove reakcije vidjeli smo kako se elektroliza otopina, zapravo, pretvorila u elektrolizu otapala (vode).

Korištenje u kvaliteti otopine elektrolita bakreni sulfat, dobit ćemo tamno crvenu prevlaku na katodi, koja je čista metala, pronađena bakra.

Rezultati provedbe dvaju pokusa na elektrolizi mogu se napraviti neke generalizacije. Pozitivna anoda postaje mjesto za oporavak aniona, u oba slučaja koji su gore razmatrani, pokazalo se da je kisik. Na katodi su kationi obnovljeni, u našim su pokusima pokazali vodik - u prvom slučaju, bakar - u drugom. U pravilu, kationi su metali ili vodik, ali u nekim slučajevima oni mogu biti nonmetali i plinovi. Stupanj oksidacije element igra važnu ulogu u procesu oporavka.