Elektrolüüs on keemilise reaktsiooni esilekutsumiseks elektrivoolu kasutamine. Kõnealune keemiline reaktsioon on tavaliselt redutseerimis-oksüdatsioonireaktsioon, kus aatomid vahetavad elektrone ja muudavad oksüdatsiooniastmeid. Seda protsessi saab kasutada tahkete metallide tootmiseks, mis on kasulik galvaniseerimiseks ja erinevate metallide puhastamiseks.
Elektrolüüsi põhiline seadistamine
Elektrolüüsiks on vaja kahte vastupidiselt laetud poolust, mida nimetatakse katoodiks ja anoodiks. Katood on negatiivselt laetud; see on positiivsete ioonide reduktsiooni koht. Anood on positiivselt laetud; see on negatiivsete ioonide oksüdeerumise koht. Elektrolüütilises elemendis on need kaks poolust ühendatud välise toiteallikaga. Vooluring lõpetatakse tavaliselt soolalahusega, mida nimetatakse elektrolüüdiks. Metalli tootmisel elektrolüüsi teel tekib katoodile metallikiht.
Reaktsiooni olemus
Redutseerimis-oksüdatsiooni - või redoks - reaktsioonis vahetavad kaks erinevat elementi elektrone. Elektrolüüsi käigus ilmub tahke või sula metall, kui positiivselt laetud metalliioon saab elektrone nii, et sellel on neutraalne laeng. Positiivsed metalliioonid on elektrolüütilises lahuses. Need võivad katoodile moodustada tahke või sula metalli, kui aparaadile antakse elektrivool. Näiteks alumiiniumi elektrolüütilisel puhastamisel redutseeritakse elektroodi alumiiniumioone katoodi juures, moodustades väga puhta alumiiniumi.
Elektrienergia kasutamine
Metalli tootmiseks peab olema rakendatud elektriline potentsiaal. Elektrolüüsi käigus tuleb see elektronide voog tavaliselt välisest alalisvoolust. Kui elektrivool on rakendatud, liiguvad elektronid läbi välise vooluahela ja positiivsed ioonid liiguvad elektrolüüdis. Seejärel võib katood nende elektronide ja ioonidega redutseerida, moodustades metalli.
Galvaniseerimise lõpp-punkt
Galvaniseerimisprotsessi piirab positiivsete metalliioonide hulk elektrolüütilises lahuses. Kui kõik need ioonid on ära kasutatud, ei saa reaktsioon enam jätkuda. Seega ei teki enam metalli. Rohkem metalli moodustamise jätkamiseks peate elektrolüütilisele lahusele lisama rohkem positiivseid metalliioone.