Az elektrolízis az elektromos áram kémiai reakció kiváltására történő felhasználásának folyamata. A szóban forgó kémiai reakció jellemzően redukciós-oxidációs reakció, ahol az atomok kicserélik az elektronokat és megváltoztatják az oxidációs állapotokat. Ez az eljárás felhasználható szilárd fém előállítására, amely hasznos a galvanizáláshoz és a különféle fémek tisztításához.
Az elektrolízis alapbeállítása
Az elektrolízishez két ellentétesen töltött pólusra van szükség, ezeket katódnak és anódnak nevezik. A katód negatív töltésű; a pozitív ionok redukciójának helyszíne. Az anód pozitív töltésű; a negatív ionok oxidációjának helye. Egy elektrolitikus cellában ez a két pólus külső áramforráshoz van kötve. Az áramkört tipikusan az elektrolit nevű sóoldat egészíti ki. A fém elektrolízissel történő előállításakor egy fémréteg képződik a katódon.
A reakció jellege
Redukciós-oxidációs - vagy redox-reakcióban két különböző elem cserél elektronokat. Az elektrolízis során szilárd vagy olvadt fém jelenik meg, amikor a pozitív töltésű fémion elektronokat nyer, így semleges töltéssel rendelkezik. A pozitív fémionok az elektrolit oldatban vannak. Szilárd vagy olvadt fémet képezhetnek a katódon, amikor elektromos áramot vezetnek a készülékre. Például az alumínium elektrolitikus tisztításakor az elektrolitból származó alumíniumionok katódon redukálódnak, nagyon tiszta alumíniumot képezve.
A villamos energia alkalmazása
A fém előállításához elektromos potenciált kell alkalmazni. Az elektrolízis során ez az elektronáramlás általában egy külső egyenáramból származik. Miután bekapcsolta az elektromos áramot, az elektronok átmennek a külső áramkörön, és pozitív ionok mozognak az elektrolitban. Ezután a katód redukálódhat ezekkel az elektronokkal és ionokkal, hogy fémet képezzen.
A galvanizálás végpontja
A galvanizálási folyamatot korlátozza a pozitív fémionok mennyisége az elektrolitoldatban. Miután mindezeket az ionokat felhasználták, a reakciónak nincs módja folytatódni. Ezért nem keletkezik többé fém. Annak érdekében, hogy továbbra is több fém képződjön, több pozitív fémiont kell hozzáadnia az elektrolit oldathoz.