อธิบายกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสในการผลิตโลหะ

อิเล็กโทรไลซิสเป็นกระบวนการของการใช้กระแสไฟฟ้าเพื่อทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมี ปฏิกิริยาเคมีที่เป็นปัญหามักเป็นปฏิกิริยารีดักชัน-ออกซิเดชัน ซึ่งอะตอมจะแลกเปลี่ยนอิเล็กตรอนและเปลี่ยนสถานะออกซิเดชัน กระบวนการนี้สามารถใช้ในการผลิตโลหะที่เป็นของแข็ง ซึ่งมีประโยชน์สำหรับการชุบด้วยไฟฟ้าและการทำให้โลหะต่างๆ บริสุทธิ์

อิเล็กโทรลิซิสต้องใช้ขั้วไฟฟ้าที่มีประจุตรงข้ามกันสองขั้ว เรียกว่าแคโทดและแอโนด แคโทดมีประจุลบ เป็นตำแหน่งที่ประจุบวกลดลง ขั้วบวกมีประจุบวก เป็นที่ที่เกิดออกซิเดชันของไอออนลบ ในเซลล์อิเล็กโทรไลต์ สองขั้วนี้เชื่อมต่อกับแหล่งพลังงานภายนอก โดยทั่วไปวงจรจะเสร็จสมบูรณ์โดยสารละลายเกลือที่เรียกว่าอิเล็กโทรไลต์ ในการผลิตโลหะผ่านอิเล็กโทรไลซิส ชั้นของโลหะจะก่อตัวบนแคโทด

ในปฏิกิริยารีดักชัน-ออกซิเดชัน หรือรีดอกซ์ ธาตุสองชนิดที่ต่างกันจะแลกเปลี่ยนอิเล็กตรอน ในกระบวนการอิเล็กโทรลิซิส โลหะที่เป็นของแข็งหรือหลอมเหลวจะปรากฏขึ้นเมื่อไอออนของโลหะที่มีประจุบวกได้รับอิเล็กตรอนเพื่อให้มีประจุเป็นกลาง ไอออนของโลหะที่เป็นบวกมีอยู่ในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ พวกเขาสามารถก่อตัวเป็นโลหะแข็งหรือหลอมเหลวบนแคโทดเมื่อกระแสไฟฟ้าถูกนำไปใช้กับอุปกรณ์ ตัวอย่างเช่น ในการทำให้อะลูมิเนียมบริสุทธิ์ด้วยไฟฟ้าด้วยไฟฟ้า ไอออนของอะลูมิเนียมจากอิเล็กโทรไลต์จะลดลงที่ขั้วลบ ทำให้เกิดอะลูมิเนียมที่บริสุทธิ์มาก

เพื่อให้การผลิตโลหะเกิดขึ้นต้องใช้ศักย์ไฟฟ้า ในกระบวนการอิเล็กโทรไลซิส การไหลของอิเล็กตรอนนี้มักจะมาจากกระแสตรงภายนอก เมื่อใช้กระแสไฟฟ้า อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ผ่านวงจรภายนอก และไอออนบวกจะเคลื่อนที่ในอิเล็กโทรไลต์ จากนั้นแคโทดจะลดลงด้วยอิเล็กตรอนและไอออนเพื่อสร้างโลหะ

กระบวนการชุบด้วยไฟฟ้าถูกจำกัดด้วยปริมาณของไอออนโลหะที่เป็นบวกในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ เมื่อไอออนเหล่านี้หมดลง ปฏิกิริยาจะไม่ดำเนินต่อไป จึงไม่เกิดโลหะขึ้นอีก คุณต้องเพิ่มไอออนของโลหะที่เป็นบวกลงในสารละลายอิเล็กโทรไลต์เพื่อให้เกิดโลหะมากขึ้นต่อไป