Princip elektrolize sulfatnog elektrolita bakra

Elektroliza

Elektroliza je elektrokemijski proces u kojem struja prolazi od jednog elektroda do drugog u joniziranom rastvoru koji je elektrolit. U tom procesu, pozitivni ioni ili kationi dolaze do negativnog elektroda ili katode, a negativni ioni ili anioni dolaze do pozitivnog elektroda ili anode.

Prije nego što razumijemo princip elektrolize, trebamo znati što je elektrolit ili definicija elektrolita

Definicija elektrolita

Elektrolit je takva kemikalija čije atomi su strogo vezani zajedno, ionskim vezama, ali kada ga otopimo u vodi, njegove molekule se rase na pozitivne i negativneione. Pozitivno nabijene cestice nazivaju se kationi, dok se negativno nabijene cestice nazivaju anioni. Obje vrste iona slobodno se kreću u rastvoru.

Princip elektrolize

U ionskim vezama, jedan atom gubi svoje valentne elektrone, a drugi atom ih dobiva. Kao rezultat, jedan atom postaje pozitivno nabijeni jon, a drugi atom postaje negativno nabijeni jon. Zbog suprotne nabije oba se privlače i formiraju vezu između njih, koja se zove ionska veza. U ionskoj vezi, sila koja djeluje između jona je Kulonova sila, koja je obrnuto proporcionalna dielektričnosti sredstva. Relativna dielektričnost vode iznosi 80 na 20oC. Stoga, kada bilo koja kemikalija vezana ionskom vezom bude otopljen u vodu, jačina veze između jona postaje puno slabija, te se njezine molekule rase na katione i anione koji slobodno križuju rastvor.

Sada će mi potopiti dva metalna štapa u rastvor i primijeniti električnu potencijalnu razliku između štapova vanjski putem baterije.

Ovi djelomično potopljeni štapi su tehnički poznati kao elektrodi. Elektrod spojen s negativnim polom baterije zove se katoda, a elektrod spojen s pozitivnim polom baterije zove se anoda. Slobodno se krećući pozitivno nabijeni kationi privlače katodom, a negativno nabijeni anioni privlače anodom. Na katodi, pozitivni kationi uzimaju elektrone s negativne katode, a na anodi, negativni anioni daju elektrone pozitivnoj anodi. Za kontinuirano uzimanje i davanje elektrona na katodi i anodi redom, mora biti protok elektrona u vanjskom krugu elektroliza. To znači, struja nastavlja cirkulirati oko zatvorenog kruga stvorenog baterijom, elektrolizom i elektrodima. To je najosnovniji princip elektrolize.

Elektroliza sulfata bakra

Kada se sulfat bakra ili CuSO4 doda vodi, on se otopi u vodi. Budući da je CuSO4 elektrolit, on se rase na Cu+ + (kation) i SO4 − − (anion) jone, koji slobodno križuju rastvor.

Sada će mi potopiti dva bakrenih elektroda u taj rastvor.

Cu+ + joni (kationi) bit će privučeni ka katodi, tj. elektrodu spojenom s negativnim polom baterije. Dosegnuvši katodu, svaki Cu+ + jon uzet će elektrone s nje i postat će neutralni atomi bakra.

Slično tome, SO4 − − (anioni) bit će privučeni anodom, tj. elektrod