Beskriv prosessen med elektrolyse ved produksjon av metaller

Elektrolyse er prosessen med å bruke elektrisk strøm for å indusere en kjemisk reaksjon. Den kjemiske reaksjonen det er snakk om er typisk en reduksjons-oksidasjonsreaksjon, hvor atomer bytter elektron og endrer oksidasjonstilstander. Denne prosessen kan brukes til å produsere faste stoffer av metall, noe som er nyttig for galvanisering og rensing av forskjellige metaller.

Elektrolyse krever to motsatt ladede poler, kalt katoden og anoden. Katoden er negativt ladet; det er stedet for reduksjon av positive ioner. Anoden er positivt ladet; det er stedet for oksidasjon av negative ioner. I en elektrolytisk celle er disse to polene koblet til en ekstern strømkilde. Kretsen kompletteres vanligvis med en saltløsning kalt elektrolytt. Ved produksjon av metall gjennom elektrolyse vil det dannes et metalllag på katoden.

I en reduksjons-oksidasjon - eller redoks - reaksjon, bytter to forskjellige elementer elektroner. I prosessen med elektrolyse vil fast eller smeltet metall dukke opp når et positivt ladet metallion får elektroner slik at det har en nøytral ladning. De positive metallionene er tilstede i den elektrolytiske løsningen. De kan danne et fast eller smeltet metall på katoden når elektrisk strøm tilføres apparatet. For eksempel, i den elektrolytiske rensingen av aluminium, vil aluminiumioner fra elektrolytten bli redusert ved en katode og danne veldig ren aluminium.

For at produksjonen av metall skal finne sted, må det brukes et elektrisk potensial. I prosessen med elektrolyse kommer denne strømmen av elektroner vanligvis fra en ekstern likestrøm. Når den elektriske strømmen er påført, vil elektroner bevege seg gjennom den eksterne kretsen, og positive ioner vil bevege seg i elektrolytten. Da kan katoden gjennomgå reduksjon med disse elektronene og ionene for å danne metall.

Galvaniseringsprosessen er begrenset av mengden av positive metallioner i den elektrolytiske løsningen. Når alle disse ionene er brukt opp, vil reaksjonen ikke kunne fortsette. Derfor vil det ikke dannes mer metall. For å fortsette å danne mer metall, må du legge til flere positive metallioner i den elektrolytiske løsningen.