Elektrolyse: definitie en gebruik (uitgelegd met diagram)

Elektrolyse: definitie en gebruik (uitgelegd met diagram)!

Tijdens het passeren van elektriciteit door elektrolyten, hebt u misschien enkele veranderingen in hen opgemerkt. Je hebt misschien ook gasbellen aan de elektroden opgemerkt, evenals veranderingen in de metalen elektroden.

Al deze geven aan dat wanneer een elektrische stroom door een elektrolyt wordt geleid, er een chemische verandering plaatsvindt. Deze chemische verandering wordt elektrolyse genoemd. De elektrolyt en de elektroden die worden gebruikt bij elektrolyse vormen een elektrolytische cel.

Wanneer elektriciteit door een elektrolyt passeert, bewegen de positieve ionen van de elektrolyt naar de kathode (negatieve elektrode), waar ze elektronen verkrijgen om een ​​neutrale substantie te worden. De negatieve ionen bewegen naar de anode (positieve elektrode) en geven elektronen op om neutraal te worden.

Als de neutrale substantie een gas in zijn natuurlijke staat is, wordt het ontwikkeld aan een elektrode. Als het een metaal is, wordt het afgezet aan de kathode. Met de vorming van neutrale stoffen wordt de elektrolyt afgebroken. Dus we kunnen zeggen dat de afbraak van een elektrolyt wanneer elektriciteit er doorheen wordt geleid, elektrolyse wordt genoemd.

Neem wat water in een plastic of glazen vat. Voeg een snuifje zout of een paar druppels zuur zoals azijn aan het water toe. Hierdoor zal de oplossing elektriciteit geleiden. Breek twee cellen open en gebruik hun koolstofstaven als elektroden.

Omdat koolstof niet gemakkelijk reageert, ondergaan de elektroden geen verandering tijdens elektrolyse. Plaats de elektroden in de oplossing en sluit ze aan op een batterij van 6 volt. Binnenkort zie je bellen van gas op de elektroden. Het gas ontwikkeld aan de kathode is waterstof en dat aan de anode is zuurstof. Merk op dat er meer bellen aan de kathode zijn.

De chemische verandering die plaatsvindt in deze activiteit wordt de elektrolyse van water genoemd, waarbij water wordt ontbonden in waterstof en zuurstof. Ten eerste splitst water op in waterstof (H + ) en hydroxide (OH - ) ionen. Deze verliezen lading om waterstof en zuurstof aan de elektroden te vormen.

De totale reactie kan worden weergegeven door

Het is duidelijk dat het volume waterstof dat wordt vrijgemaakt tweemaal zo groot is als dat van zuurstof. Dat is waarom je meer bubbels ziet aan de kathode. U kunt elektrolyse gebruiken om een ​​elektrische pen te maken. Los wat kaliumjodide (KI) op in een zetmeeloplossing.

Week een stuk stijf papier in deze oplossing en plaats het op het blootliggende uiteinde van een draad. Verbind deze draad met de negatieve pool van een batterij. Gebruik een draad die op de positieve pool van de batterij is aangesloten om op het stuk papier te schrijven.

In oplossing bestaat kaliumjodide uit kalium- en jodide-ionen.

KI → K + + I -

Wanneer elektriciteit door de oplossing wordt gevoerd, verliezen de jodide-ionen hun lading om jood te vormen.

2l - - 2e - → I 2 (aan de anode)

Het vrijgekomen jodium produceert een blauwzwart gekleurde substantie met zetmeel, die fungeert als de 'inkt' van de elektrische pen.

electroplating:

Galvaniseren is een belangrijk gebruik van elektrolyse. Het elektrische proces van het coaten van een goedkope geleider met een metaal heet galvaniseren. Galvaniseren is gedaan voor bescherming of decoratie.

Zo zijn de bumpers van auto's verchroomd om ze te beschermen tegen corrosie. Om dezelfde reden zijn waterkranen bedekt met nikkel of chroom. IJzer bedekt met tin om te voorkomen dat roesten wordt gebruikt om blikjes te maken. Een 'zilveren' lepel is een voorbeeld van galvaniseren voor decoratie.

Voor het galvaniseren van een stalen lepel met zilver, wordt een oplossing van een zilverzout genomen als de elektrolyt. De lepel en een zilveren staaf worden in de elektrolyt gedompeld en respectievelijk verbonden met de negatieve en positieve aansluitpunten van een batterij. De positief geladen zilverionen bewegen naar de negatieve elektrode (lepel) en vormen er een afzetting van zilver op.

U kunt een munt van vijf rupees of een koolstofstaaf met koper galvaniseren door kopersulfaat als elektrolyt te gebruiken. Bevestig een metalen clip op een munt van vijf rupees en sluit deze aan op de negatieve pool van een batterij. Verbind de positieve pool van de batterij met een dikke koperdraad. Plaats de munt en de koperdraad in de kopersulfaatoplossing. Binnenkort wordt de munt bekleed met koper.

Een kopersulfaatoplossing bestaat uit koper- en sulfaationen.

CuSO 4 → Cu 2+ + SO 4 2-

Wanneer elektriciteit door de oplossing wordt geleid, gaan de positief geladen koperionen naar de kathode (de munt die is verbonden met de negatieve pool van de batterij). Daar winnen de koperionen elektronen en worden ze afgezet als kopermetaal.

Cu 2+ + 2e - → Cu

De sulfaationen blijven in oplossing. Bij de koperanode gaat koper in oplossing door twee elektronen op te geven. De sterkte van de oplossing blijft dus onveranderd.

Cu → Cu 2+ + 2e -

Gebruik van elektrolyse:

1. Elektrolyse wordt gebruikt bij de extractie van metalen uit hun ertsen. Wanneer bijvoorbeeld een stroom door gesmolten natriumchloride wordt gevoerd, wordt natrium afgezet aan de kathode en wordt chloorgas ontwikkeld aan de anode. Aluminium en kalium worden ook geëxtraheerd door elektrolyse.

2. Het wordt gebruikt voor het verfijnen van bepaalde metalen zoals koper en zink.

3. Elektrolyse wordt gebruikt voor de productie van chloor. In onderzeeërs wordt zuurstof geproduceerd door de elektrolyse van water gebruikt om te ademen.

4. Elektrolyse wordt gebruikt voor het galvaniseren van veel dingen die we dagelijks gebruiken.