Elektrolýza roztoků: popis, použití

Elektrolýza je proces charakterizovaný vlastnostmi oxidace a redukce s ohledem na složky složek solí a dalších sloučenin v taveninách nebo roztokech, když prochází elektrickým proudem.

Pomocí elektrolýzy je možné vyrábět kovy a nekovy charakterizované vysokým stupněm chemické čistoty. Tato reakce je jednoduchá a cenově dostupná, může být dokonce modelována i doma. K tomu potřebujete nějaký zdroj konstantního elektrického proudu, pár elektrod a předem připravený elektrolyt. Nejdůležitější vlastností elektrolytů je jejich schopnost provádět elektrický proud.

Existují elektrolýzní roztoky a taveniny solí, s obecnou podobností, mají řadu významných rozdílů. Při provádění elektrolýzy roztoků je třeba vzít v úvahu účast tohoto rozpouštědla v procesu. Elektrolýza tavenin se vyznačuje přítomností pouze iontů samotné látky.

Chcete-li získat požadovaný produkt (ať už kov, plyn nebo některé nekovové), měli byste se postarat o výběr vhodné elektrody a přípravu vhodného elektrolytu.

Materiálem pro elektrody může být jakýkoli vodič elektrického proudu. Ve většině případů se používají kovy a slitiny, mezi nekovy, dobré grafitové tyče (uhlík) mohou sloužit jako elektroda. Velmi zřídka, ale jsou známy technologické řešení, v nichž kapaliny slouží jako elektrody pro elektrody.

Vše je připraveno provádět elektrolýzu roztoků solí. Pozitivní elektroda se nazvala anoda. Pro zápornou elektrodu je označením katoda. Při provádění elektrolýzy roztoků je anoda oxidována (rozpuštěna) a katoda je obnovena. Je velmi důležité, aby rozpuštění anody neovlivnilo chemický proces, který probíhá v roztoku (tavenina). Jinak je hlavní podmínkou anody její inertnost. V ideálním případě se může vyrábět z platiny, ale anody s grafitem (uhlíkem) jsou také velmi účinné.

Pro katodu se vejde téměř do jakékoliv kovové desky (nerozpustí se). Měď, mosaz, uhlík (grafit), zinek, železo, hliníkové katody jsou široce používány v moderním průmyslu.

Provádění elektrolýzy roztoků doma, prakticky z improvizovaných materiálů, je možné získat látky jako je kyslík, chlor, vodík, měď, slabá kyselina nebo alkalická látka, síra. Nezneužívejte experimenty s chlórem - je toxický!

Pro výroba kyslíku a vodíku, je nutné podrobit elektrolýze roztok pečící sody (alternativa - kalcinovaná soda). V blízkosti elektrody "+" (anoda) se uvolňuje kyslík ve formě bublin, vodík - na katodě (";"). Na otázku, proč došlo k získání vodíku namísto sodíku, jak lze předpokládat, najdeme odpověď: v řadě kovových napětí je Na umístěna nalevo od H2, v konkurenci dvou kationtů, vodíku potlačeného sodíku. Na příkladu této reakce jsme byli svědky toho, jak se elektrolýza roztoků ve skutečnosti změnila v elektrolýzu rozpouštědla (vody).

Použití v kvalitě roztoku elektrolytu síran měďnatý, dostaneme tmavě červený povlak na katodě, což je čistý kov, získaná měď.

Výsledky provedených dvou pokusů o elektrolýze je možné provést některé zobecnění. Pozitivní anoda se stává místem pro regeneraci aniontů, v obou případech, které byly shora popsány, se ukázalo být kyslíkem. Na katodě se obnovují kationty, v našich experimentech se ukázalo být vodíkem - v prvním případě mědí - ve druhém. Kationty jsou zpravidla kovy nebo vodík, avšak v některých případech mohou být nekovové a plyny. Stupeň oxidace element hraje důležitou roli v procesu obnovy.