Elektrolīze ir elektriskās strāvas izmantošanas process ķīmiskas reakcijas izraisīšanai. Attiecīgā ķīmiskā reakcija parasti ir reducēšanās oksidēšanās reakcija, kurā atomi apmainās ar elektroniem un maina oksidācijas pakāpes. Šo procesu var izmantot metāla cietvielu ražošanai, kas ir noderīga dažādu metālu galvanizēšanai un attīrīšanai.
Elektrolīzes pamata iestatīšana
Elektrolīzei nepieciešami divi pretēji uzlādēti stabi, kurus sauc par katodu un anodu. Katods ir negatīvi uzlādēts; tā ir pozitīvo jonu samazināšanās vieta. Anods ir pozitīvi uzlādēts; tā ir negatīvo jonu oksidēšanās vieta. Elektrolītiskajā šūnā šie divi stabi ir savienoti ar ārēju enerģijas avotu. Kontūru parasti pabeidz sāls šķīdums, ko sauc par elektrolītu. Metālu ražojot elektrolīzes ceļā, uz katoda izveidosies metāla slānis.
Reakcijas raksturs
Redukcijas-oksidēšanās jeb redoksreakcijā divi dažādi elementi apmainās ar elektroniem. Elektrolīzes procesā cietais vai izkausētais metāls parādīsies, kad pozitīvi uzlādēts metāla jons iegūst elektronus tā, ka tam ir neitrāls lādiņš. Pozitīvie metāla joni ir elektrolītiskajā šķīdumā. Viņi var veidot cietu vai izkausētu metālu uz katoda, kad ierīcei tiek pievienota elektriskā strāva. Piemēram, alumīnija elektrolītiskajā attīrīšanā alumīnija joni no elektrolīta pie katoda tiks reducēti, veidojot ļoti tīru alumīniju.
Elektroenerģijas pielietošana
Lai notiktu metāla ražošana, jāpielieto elektriskais potenciāls. Elektrolīzes procesā šī elektronu plūsma parasti nāk no ārējas līdzstrāvas strāvas. Pēc elektriskās strāvas iedarbināšanas elektroni pārvietosies pa ārējo ķēdi, un pozitīvie joni pārvietosies elektrolītā. Tad katodu var samazināt ar šiem elektroniem un joniem, veidojot metālu.
Galvanizācijas galapunkts
Galvanizācijas procesu ierobežo pozitīvo metālu jonu daudzums elektrolītiskajā šķīdumā. Kad visi šie joni būs iztērēti, reakcija vairs nevarēs turpināties. Tādējādi vairs neveidosies metāls. Lai turpinātu veidot vairāk metāla, elektrolītiskajam šķīdumam jāpievieno vairāk pozitīvu metāla jonu.