Електролиза

Од Википедија, слободната енциклопедија
Прејди на: содржини, барај
Апаратура за електролиза. Нејзини компоненти се:
1) Компјутер за следење на електролизата
2) Активатор на процесот на електролиза
3) Амперметар
4) Волтметар
5) Колби за електролиза
6) Снабдувач со енергија, стабилизиран.

Во електрохемијата, електролиза е хемиска реакција во која под дејство на еднонасочна струја од надворешен извор, во електролитот (раствор или растоп) настанува оксидационо - редукциона реакција. При електролизата, на електродите се издвојуваат растворените супстанци на електролитот (примарни продукти) или продуктите што се резултат на секундарни реакции. Во лабораториски услови, електролизата најчесто се изведува преку апаратура каква што е онаа на сликата десно.

Имено, кога низ раствор на некоја сол, база или киселина се пропушти еднонасочна струја, јоните што се присутни во растворот ќе започнат насочено да се движат кон спротивно наелектризираната електрода: катјоните кон негативната електрода (катода), а анјоните кон позитивно наелектризираната електрода (анода). Кога катјоните ќе дојдат во непосредна близина на катодата, тие од неа можат да примат електрони со што ќе се редуцираат. Кој од присутните катјони ќе ги прими електроните на катодата ќе зависи од најразлични фактори, но примарно од тоа колку лесно даден катјон прима електрони.

Од друга страна, кога анјоните во достатна мерка ќе се приближат до анодата, тие на оваа електрода може да и предаваат електрони и да се оксидираат или дури да се разелектризираат (односно да го изгубат својот полнеж).

Примарни и секундарни продукти[уреди]

Пример за ваков процес е електролизата на CuCl2.

При растворањето на бакар хлоридот во вода (кој претставува сол) се добива електролит. Притоа, CuCl2 дисоцира на јони:

\mbox{CuCl}_2 \to \mbox{Cu}^{2+}+\mbox{2Cl}^-

При воведување еднонасочна струја во електролитот на CuCl2, на електродите се одвиваат примарните реакции, и тоа:

  • На катодата: \mbox{Cu}^{2+}+\mbox{2e}^- \to \mbox{Cu}
  • На анодата: \mbox{Cl}^--\mbox{1e}^- \to \mbox{Cl} и реакцијата \mbox{Cl}+\mbox{Cl} \to \mbox{Cl}_2

Како резултат на тоа, бакарот се издвојува во вид на талог на катодата, а хлорот во гасовита состојба на анодата. Продуктите кои се добиваат при примарните реакции се примарни продукти.

Меѓутоа, често, примарните продукти на електролизата стапуваат во хемиска реакција со електролитот и на електродите се издвојуваат продукти од овие т.н. секундарни електролитички реакции - секундарни продукти. Ваков е случајот со електролизата на NaCl. При неговата електролиза, на катодата се издвојува водород како секундарен продукт, бидејќи атомите на натриумот добиени со неутрализација на јоните на натриум, на катодата, стапуваат во реакција со водата:

\mbox{2Na}+\mbox{2H}_2\mbox{O} \to \mbox{2NaOH}+\mbox{H}_2

Примарните производи на електролизата можат да стапат и во реакција со материјалот на електродите. Често тоа е непосакувано. Во таков случај, електродите се прават од инертни и нерастворливи супстанци како, на пример, платина или графит.

Закони за електролиза[уреди]

Насоченото движење на полнежите (јоните) во електролитите, за разлика од металите, е поврзано со пренос на масата на составните делови на електролитот и со издвојување на маса на електродите. Издвоената маса на некоја електрода се определува според првиот Фарадеев закон: Масата m на издвоената супстанца на електродата е пропорционална со електричниот полнеж q што поминува низ електролитот:

m=kq

Вториот Фарадеев закон гласи: електрохемиските еквиваленти k на различни супстанци се однесуваат како што се однесуваат и нивните хемиски еквиваленти kx:

k_{1} : k_{2} = k_{1x} : k_{2x}

Хемискиот еквивалент на даден јон е определен со односот на моларната маса на јонот А и неговата валентност z:k=A/z.

Примена на електролизата[уреди]

Електролизата наоѓа голема примена во техниката и индустријата. Со помош на електролизата се добиваат чисти супстанци: железо, манган, бакар, цинк, водород, хлор, флуор итн. Исто така, електролизата има значајна примена при процесите на галваностегија и галванопластика.

Покривањето на металните предмети со тенок слој од друг метал со помош на електролизата е галваностегија. На ваков начин се врши поникелување, позлатување, посребрување (на пример, на прибор за јадење), хромирање итн.

Галванопластика е постапка на електролитно добивање на предмети со дебел слој. На ваков начин се добиваат копии од монети и медали, пластични маси, гуми, метали итн.