Elektrolys: Definition och användningsområden (förklaras med diagram)

Elektrolys: Definition och användningsområden (förklaras med diagram)!

Medan du skickar elektricitet genom elektrolyter kan du ha märkt några förändringar i dem. Du kanske också har märkt gasbubblor vid elektroderna liksom förändringar i metallelektroderna.

Alla dessa indikerar att när en elektrisk ström passerar genom en elektrolyt sker en kemisk förändring. Denna kemiska förändring kallas elektrolys. Elektrolyten och elektroderna som används vid elektrolys bildar en elektrolytisk cell.

När elektricitet passerar genom en elektrolyt, rör sig elektrolytens positiva ioner mot katoden (negativ elektrod), där de får elektroner för att bli en neutral substans. De negativa joner rör sig mot anoden (positiv elektrod) och ger upp elektroner för att bli neutrala.

Om den neutrala substansen är en gas i sitt naturliga tillstånd utvecklas den till en elektrod. Om det är en metall, deponeras den vid katoden. Med bildandet av neutrala substanser sönderdelas elektrolyten. Så vi kan säga att sönderdelningen av en elektrolyt när elektricitet passerar genom den kallas elektrolys.

Ta lite vatten i ett plast- eller glasbehållare. Lägg till en nypa salt eller några droppar av en syra, såsom ättika till vattnet. Detta gör att lösningen leder elektricitet. Bryt öppna två celler och använd deras kolstavar som elektroder.

Eftersom kol inte reagerar lätt, genomgår elektroderna inte förändring under elektrolys. Placera elektroderna i lösningen och anslut dem till ett batteri med 6 volt. Snart ser du gasbubblor vid elektroderna. Gasen som utvecklas vid katoden är väte och den vid anoden är syre. Observera att det finns fler bubblor vid katoden.

Den kemiska förändringen som sker i denna aktivitet kallas elektrolys av vatten, där vatten sönderdelas i väte och syre. För det första splittras vatten i väte (H + ) och hydroxid (OH - ) joner. Dessa förlorar laddning för att bilda väte och syre vid elektroderna.

Den övergripande reaktionen kan representeras av

Det är uppenbart att volymen av väte frigjord är dubbelt så stor som syre. Det är därför du ser fler bubblor vid katoden. Du kan använda elektrolys för att göra en elektrisk penna. Lös några kaliumjodid (KI) i en stärkelselösning.

Blötlägg ett styvt styvt papper i denna lösning och placera det på den lediga änden av en tråd. Anslut den här ledningen till batteriets negativa kontakt. Använd en ledning ansluten till batteriets positiva anslutning för att skriva på pappersarket.

I lösning består kaliumjodid av kalium- och jodidjoner.

KI → K + + I -

När el passerar genom lösningen förlorar jodidjonerna sin laddning för att bilda jod.

2l - - 2e - → I 2 (vid anoden)

Den frigjorda joden ger en blå-svartfärgad substans med stärkelse, vilket fungerar som "bläck" på den elektriska penna.

Galvanisering:

Elektroplätering är en viktig användning av elektrolys. Den elektriska processen att belägga en billig ledare med en metall kallas elektroplätering. Elektroplätering görs för skydd eller dekoration.

Till exempel är bumpersna av bilar förkromade för att skydda dem mot korrosion. Av samma anledning är vattenkranar pläterade med nickel eller krom. Järnpläterad med tenn för att förhindra rostning används för att tillverka "burkar". En "silver" sked är ett exempel på elektroplätering för dekoration.

För elektroplätering av en stålsked med silver, tas en lösning av ett silversalt som elektrolyten. Skedet och en silverstång dyppas in i elektrolyten och ansluts till respektive batteriets negativa och positiva anslutningar. De positivt laddade silverjonerna rör sig till den negativa elektroden (sked) och bildar en försening av silver på den.

Du kan elektroplatta ett fem-rupiemynt eller en kolstång med koppar genom att använda kopparsulfat som elektrolyt. Fixa ett metallklipp på ett fem-rupiemynt och anslut det till en negativ terminal på ett batteri. Anslut den positiva kontakten på batteriet till en tjock koppartråd. Placera myntet och koppartråden i kopparsulfatlösningen. Snart kommer myntet att bli belagt med koppar.

En kopparsulfatlösning består av koppar och sulfatjoner.

CuSO4 → Cu2 + + SO4 2-

När elektricitet passerar genom lösningen, flyttas de positivt laddade kopparjonerna till katoden (myntet anslutet till batteriets negativa terminal). Där får kopparjonerna elektroner och deponeras som kopparmetall.

Cu 2+ + 2e - → Cu

Sulfatjonerna kvarstår i lösning. Vid kopparanoden går koppar i lösning genom att ge upp två elektroner. Således förblir lösningens hållfasthet oförändrad.

Cu → Cu 2+ + 2e -

Användningar av elektrolys:

1. Elektrolys används vid extraktion av metaller från sina malmer. När exempelvis en ström passerar genom smält natriumklorid deponeras natrium vid katoden och klorgas utvecklas vid anoden. Aluminium och kalium extraheras också genom elektrolys.

2. Den används för raffinering av vissa metaller som koppar och zink.

3. Elektrolys används för tillverkning av klor. I ubåtar används syre som framställs genom elektrolys av vatten för andning.

4. Elektrolys används för elektroplätering av många saker vi använder varje dag.