Prinsipe van Elektrolyse van Koper Sulfate Elektroliet

Elektrolys

Elektrolys is 'n elektrokemiese proses waardeur stroom van een elektrode na 'n ander in 'n geïoniseerde oplossing (elektroliet) vloei. In hierdie proses beweeg positiewe ionne of kationne na die negatiewe elektrode (kathode), en negatiewe ionne of anionne na die positiewe elektrode (anode).

Voordat ons die beginsel van elektrolys kan verstaan, moet ons weet wat 'n elektroliet is of die definisie van 'n elektroliet.

Definisie van 'n Elektroliet

'n Elektroliet is so 'n chemikalie waarvan die atome tewels deur ioniese bindinge saamgevoeg word, maar wanneer dit in water opgelos word, spreek sy molekules uit in positief en negatief ionne. Die positief gelaaide ionne word as kationne aangedui, terwyl negatief gelaaide ionne as anionne aangedui word. Both kationne en anionne beweeg vryelik in die oplossing.

Beginsel van Elektrolys

In ioniese bindinge verloor een atoom sy valensie-elektrone en 'n ander atoom verkry elektrone. As gevolg daarvan word een atoom 'n positief gelaaide ion en 'n ander atoom 'n negatief ion. Omdat hulle teenoorgestelde laae het, trek hulle mekaar aan en vorm 'n binding tussen hulle, genaamd 'n ioniese binding. In 'n ioniese binding is die krag wat tussen die ionne werk die Coulomb-krag, wat omgekeerd eweredig is aan die permittiwiteit van die medium. Die relatiewe permittiwiteit van water is 80 by 20oC. So, wanneer enige ionies gebinde chemikalie in water opgelos word, word die bindingskrag tussen die ionne baie swakker en dus spreek sy molekules uit in kationne en anionne wat vryelik in die oplossing beweeg.

Ons sal nou twee metaalstokke in die oplossing dompel en 'n elektriese potensiaalverskil tussen die stokke buite toegee deur 'n batterij.

Hierdie gedeeltelik gedompelde stokke word tegnies as elektrodes aangedui. Die elektrode wat met die negatiewe terminal van die batterij verbonden is, word as kathode aangedui, en die elektrode wat met die positiewe terminal van die batterij verbonden is, word as anode aangedui. Die vryelik bewegende positief gelaaide kationne word deur die kathode aangetrek, en die negatief gelaaide anionne word deur die anode aangetrek. By die kathode neem die positiewe kationne elektrone van die negatiewe kathode, en by die anode gee die negatiewe anionne elektrone aan die positiewe anode. Vir die voortdurende neem en gee van elektrone by die kathode en anode onderskeidelik, moet daar 'n vloei van elektrone in die buiteling van die elektrolitiese sirkel wees. Dit beteken, stroom bly voortgaan om rondom die geslote lus te sirkuleer, gevorm deur die batterij, elektrolitiese oplossing en elektrodes. Dit is die mees basiese beginsel van elektrolys.

Elektrolys van Koper Sulfate

Wanneer kopersulfate of CuSO4 by water gevoeg word, los dit in die water op. Aangesien CuSO4 'n elektroliet is, split dit in Cu+ + (kation) en SO4 − − (anion) ionne en beweeg vryelik in die oplossing.

Ons sal nou twee koper elektrodes in daardie oplossing dompel.

Die Cu+ + ionne (kation) sal aangetrok word na die kathode, d.w.s. die elektrode wat met die negatiewe terminal van die batterij verbonden is. Wanneer hulle die kathode bereik, neem elke Cu+ + ion elektrone van die kathode en word neutrale koper atome.

Op dieselfde manier sal die SO4 − − (anion) ionne aangetrok word deur die anode, d.w.s. die elektrode wat met die positiewe terminal van die batterij verbonden is. Dus sal die SO4 − − ionne na die anode beweeg, waar hulle twee elektrone afgee en SO4 radikaal word.

Maar omdat SO4 radikaal nie in 'n elektries neutrale toestand kan bestaan nie, sal dit die koper anode aanval en kopersulfate vorm.

In die bo-gegee proses, nadat die elektrone geneem is, word die neutrale koper atome op die kathode afgesit. Terselfdertyd reageer SO4 met die koper anode en word CuSO4, maar in water kan dit nie as enkele molekules bestaan nie, eerder split CuSO4 in Cu+ +, SO4<