Elektrolýza

Z Wikipédie

Elektrolýza je fyzikálno-chemický dej, spôsobený priechodom elektrického prúdu cez roztok, pri ktorom dochádza k chemickým zmenám na elektródach.

Obsah

1 Časticové vysvetlenie
2 Príklady eletrolýzy
3 Využitie elektrolýzy
4 Pozri aj

[úprava] Časticové vysvetlenie

Elektricky vodivý roztok obsahuje zmes kladných a záporných iónov, ktoré vznikajú disociáciou molekúl. Prechodom elektrického prúdu dochádza k pohybu kladných iónov (katiónov) k zápornej elektróde (katóde) a záporných iónov (aniónov) ku kladnej elektróde (anóde). Na elektródach takýmto spôsobom môže prebiehať chemická reakcia – medzi iónmi a elektródou, medzi iónmi samotnými alebo iónmi a roztokom (vďaka vyššej koncentrácii iónov pri elektródach).

[úprava] Príklady eletrolýzy

[úprava] Elektrolýza kuchynskej soli

Elektrolytom môže byť napríklad vodný roztok chloridu sodného NaCl (kuchynská soľ), ktorý je disociovaný na kladné ióny Na⁺ a záporné ióny chlóru Cl⁻. Elektródy môžu byť napríklad uhlíkové. Elektrické napätie medzi elektródami usmerní pohyb Na⁺ k zápornej elektróde, z ktorej si ión Na⁺ zoberie elektrón a zmení sa na elektricky neutrálnu časticu - atóm sodíka Na. Záporné ióny Cl⁻ sú priťahované ku kladnej elektróde, ktorá odovzdáva svoj prebytočný elektrón, a po dva atómy sa zlučujú do elektricky neutrálnej molekuly chlóru Cl₂. Na zápornej elektróde sa teda z roztoku vylučuje pevný sodík (reaguje s vodou), na kladnej elektróde uniká plynný chlór. V elektrolyte za zmenšuje počet iónov, koncentrácia roztoku sa znižuje, kvapalina sa stáva menej vodivou.

[úprava] Elektrolýza vody

Pri elektrolýze vody sa ako elektrolyt používa roztok kyseliny sírovej H₂SO₄ vo vode a elektródy z platiny, ktorá s kyselinou sírovou nereaguje. Disociáciou molekuly kyseliny sírovej v roztoku vznikajú kladné ióny vodíka H⁺ a záporné ióny SO₄²⁻. Katióny vodíka sa pohybujú k zápornej elektróde, od ktorej prijímajú elektrón a zlučujú sa do molekúl vodíka H₂. Anióny SO₄²⁻ sa pohybujú ku kladnej elektróde, ktorej odovzdávajú svoje prebytočné elektróny a elektricky neutrálna molekula SO₄ okamžite reaguje s vodou - vzniká nová molekula H₂SO₄. Pri tejto reakcií sa uvoľňujú molekuly kyslíka O₂. Pri zápornej elektróde sa teda vylučuje z roztoku vodík, pri kladnej elektróde sa vylučuje kyslík. Pritom v elektrolyte zostáva rovnaký počet molekúl kyseliny sírovej H₂SO₄, zatiaľ čo sa znižuje počet molekúl vody H₂O, koncentrácia roztoku sa zvyšuje.

[úprava] Galvanické pokovovanie

Príkladom galvanického pokovovania je pomedenie. Elektrolytom pri galvanickom pomedení môže byť roztok síranu meďnatého (CuSO₄) vo vode, kladná eletróda musí byť z medi, zápornú eletródu tvorí pokovovaný predmet. CuSO₄ sa vo vode disociuje na katióny medi Cu²⁺ a anióny SO₄²⁻. Ióny Cu²⁺ sú priťahované k zápornej elektróde, na ktorej postupne vytvárajú medený povlak. Ióny SO₄²⁻ sú priťahované ku kladnej medenej elektróde, z ktorej vytrhávajú katióny medi Cu²⁺. Koncentrácia roztoku zostáva rovnaká, medená elektróda sa časom rozpustí.

[úprava] Využitie elektrolýzy

Oddeľovanie častíc rôznych chemických látok (elektrolýza vody)
Elektrometalurgia - výroba čistých kovov (hliník)
Elektronické čistenie kovov - rafinácia (meď, zinok, nikel)
Galvanické pokovanie (chrómovanie, niklovanie, pozlacovanie) - pokrývanie predmetov vrstvou kovu
Galvanoplastika - kovové odliatky predmetov, napríklad na výrobu odlievacích foriem
Galvanické leptanie - kovová elektróda sa v niektorých miestach pokryje elektricky nevodivou vrstvou, nepokrytá časť sa prechodom prúdu elektroliticky vyleptá
Polarografia - určovanie chemického zloženia látky pomocou zmien elektrického prúdu prechádzajeho roztokom skúmanej látky
Akumulátory - nabíjanie chemického zdroja elektrického napätia priechodom elektrického prúdu