L'électrolyse est le processus d'utilisation du courant électrique pour induire une réaction chimique. La réaction chimique en question est typiquement une réaction de réduction-oxydation, dans laquelle les atomes échangent des électrons et changent d'états d'oxydation. Ce processus peut être utilisé pour produire des solides métalliques, ce qui est utile pour la galvanoplastie et la purification de divers métaux.
Configuration de base de l'électrolyse
L'électrolyse nécessite deux pôles de charges opposées, appelés cathode et anode. La cathode est chargée négativement; c'est le siège de la réduction des ions positifs. L'anode est chargée positivement; c'est le siège de l'oxydation des ions négatifs. Dans une cellule électrolytique, ces deux pôles sont connectés à une source d'alimentation externe. Le circuit est généralement complété par une solution saline appelée électrolyte. Dans la production de métal par électrolyse, une couche de métal se formera sur la cathode.
La nature de la réaction
Dans une réaction de réduction-oxydation - ou redox -, deux éléments différents échangent des électrons. Au cours du processus d'électrolyse, un métal solide ou fondu apparaît lorsqu'un ion métallique chargé positivement gagne des électrons de sorte qu'il a une charge neutre. Les ions métalliques positifs sont présents dans la solution électrolytique. Ils peuvent former un métal solide ou fondu sur la cathode lorsqu'un courant électrique est appliqué à l'appareil. Par exemple, dans la purification électrolytique de l'aluminium, les ions aluminium de l'électrolyte seront réduits à une cathode, formant de l'aluminium très pur.
L'application de l'électricité
Pour que la production de métal ait lieu, un potentiel électrique doit être appliqué. Dans le processus d'électrolyse, ce flux d'électrons provient généralement d'un courant continu externe. Une fois le courant électrique appliqué, les électrons se déplaceront dans le circuit externe et les ions positifs se déplaceront dans l'électrolyte. Ensuite, la cathode peut subir une réduction avec ces électrons et ions pour former du métal.
Le point final de la galvanoplastie
Le processus de galvanoplastie est limité par la quantité d'ions métalliques positifs dans la solution électrolytique. Une fois tous ces ions épuisés, la réaction n'aura plus aucun moyen de continuer. Par conséquent, plus aucun métal ne se formera. Afin de continuer à former plus de métal, vous devez ajouter plus d'ions métalliques positifs à la solution électrolytique.