Electroliza este procesul de utilizare a curentului electric pentru a induce o reacție chimică. Reacția chimică în cauză este de obicei o reacție de reducere-oxidare, în care atomii schimbă electroni și schimbă stările de oxidare. Acest proces poate fi utilizat pentru a produce solide metalice, ceea ce este util pentru galvanizarea și purificarea diferitelor metale.
Configurarea de bază a electrolizei
Electroliza necesită doi poli încărcați opus, numiți catod și anod. Catodul este încărcat negativ; este locul reducerii ionilor pozitivi. Anodul este încărcat pozitiv; este locul oxidării ionilor negativi. Într-o celulă electrolitică, acești doi poli sunt conectați la o sursă de alimentare externă. Circuitul este de obicei completat de o soluție de sare numită electrolit. În producția de metal prin electroliză, se va forma un strat de metal pe catod.
Natura reacției
Într-o reacție de reducere-oxidare - sau redox -, doi elemente diferite schimbă electroni. În procesul de electroliză, metalul solid sau topit va apărea atunci când un ion metalic încărcat pozitiv câștigă electroni astfel încât să aibă o sarcină neutră. Ionii metalici pozitivi sunt prezenți în soluția electrolitică. Acestea pot forma un metal solid sau topit pe catod atunci când curentul electric este aplicat aparatului. De exemplu, în purificarea electrolitică a aluminiului, ionii de aluminiu din electrolit vor fi reduși la un catod, formând aluminiu foarte pur.
Aplicarea energiei electrice
Pentru ca producția de metal să aibă loc, trebuie aplicat un potențial electric. În procesul de electroliză, acest flux de electroni provine de obicei dintr-un curent continuu extern. Odată ce curentul electric este aplicat, electronii se vor deplasa prin circuitul extern, iar ionii pozitivi se vor deplasa în electrolit. Apoi, catodul poate suferi reducere cu acești electroni și ioni pentru a forma metal.
Punctul final al galvanizării
Procesul de galvanizare este limitat de cantitatea de ioni metalici pozitivi din soluția electrolitică. Odată ce toți acești ioni au fost epuizați, reacția nu va mai avea nicio modalitate de a continua. Prin urmare, nu se va mai forma metal. Pentru a continua să formați mai mult metal, trebuie să adăugați mai mulți ioni metalici pozitivi la soluția electrolitică.