Popište proces elektrolýzy při výrobě kovů

Elektrolýza je proces využívající elektrický proud k vyvolání chemické reakce. Dotyčná chemická reakce je obvykle redukčně-oxidační reakce, při které si atomy vyměňují elektrony a mění oxidační stavy. Tento proces lze použít k výrobě kovových pevných látek, což je užitečné pro galvanické pokovování a čištění různých kovů.

Elektrolýza vyžaduje dva opačně nabité póly, které se nazývají katoda a anoda. Katoda je záporně nabitá; je to místo redukce pozitivních iontů. Anoda je kladně nabitá; je to místo oxidace negativních iontů. V elektrolytickém článku jsou tyto dva póly připojeny k vnějšímu zdroji energie. Obvod je obvykle dokončen solným roztokem nazývaným elektrolyt. Při výrobě kovu elektrolýzou se na katodě vytvoří vrstva kovu.

Při redukčně-oxidační - nebo redoxní - reakci si dva různé prvky vyměňují elektrony. V procesu elektrolýzy se pevný nebo roztavený kov objeví, když kladně nabitý kovový ion získá elektrony tak, že má neutrální náboj. V elektrolytickém roztoku jsou přítomny kladné kovové ionty. Když je na přístroj přiváděn elektrický proud, mohou na katodě tvořit pevný nebo roztavený kov. Například při elektrolytickém čištění hliníku budou hliníkové ionty z elektrolytu redukovány na katodě za vzniku velmi čistého hliníku.

Aby mohla výroba kovu probíhat, musí být aplikován elektrický potenciál. V procesu elektrolýzy tento tok elektronů obvykle pochází z externího stejnosměrného proudu. Jakmile je aplikován elektrický proud, elektrony se budou pohybovat vnějším obvodem a kladné ionty se budou pohybovat v elektrolytu. Potom může katoda podstoupit redukci s těmito elektrony a ionty za vzniku kovu.

Proces galvanického pokovování je omezen množstvím kladných iontů kovů v elektrolytickém roztoku. Jakmile jsou všechny tyto ionty vyčerpány, reakce nebude mít žádný způsob, jak pokračovat. Proto se už nebude tvořit žádný kov. Aby bylo možné pokračovat ve tvorbě více kovů, musíte do elektrolytického roztoku přidat více kladných kovových iontů.