Princip eftirspennu á kúpsvafatíle

Elektrolýs

Elektrolýsin er raforkunareinkun sem lýsir hvernig straum fer frá einu elektroð til annars í jónaflutandi lausn sem kallast elektrolút. Í þessari ferli færast jákvæðar jónar eða kationar til neikvæðs elektroðs eða katóðar, en neikvæðar jónar eða anionar færast til jákvæðs elektroðs eða ánóðar.

Áður en við skiljum grunnvallarreglurnar um elektrolýs, ætti við að vita hvað elektrolút er eða skilgreiningin á elektrolúti

Skilgreining á elektrolúti

Elektrolút er efni sem átóm hans eru fast bundin saman með jónabindum, en þegar hann er deiltur í vatn, splittast molekúl hans upp í jákvæðar og neikvæðar jónar. Jákvæða jónarnar eru kölluð kationar, en neikvæða jónarnar eru kölluð anionar. Bæði kationar og anionar færast óbundið í lausninni.

Grundvallarreglur um elektrolýs

Í jónabindum tapar einn atóm valens-elektrón sín, en annar atóm fær elektrón. Þannig verður einn atóm jákvæður jón (kation) og annar atóm verður neikvæður jón (anion). Vegna mótaðrar áhvarfseru dragast bæði saman og mynda bind sem kallast jónabindi. Á milli jónanna virkar Coulomb-kraftur, sem er andhverfa máttur miðulegri gildisþyngdarmarkmiðunar. Miðuleg gildisþyngdarmarkmiðun vatns er 80 við 20oC. Þegar jónabundið efni er deilt í vatn, verður bindið milli jónanna mikið svagari og þeir splittast upp í kationa og aniona sem færast óbundið í lausninni.

Nú munum við dýpa tvo metallestinni í lausnina og við munum leggja raforkuspennu á lestinni ytri með batri.

Þessir dýptir lestinnar eru tekniskt kölluð elektroð. Elektroðin sem er tengd neikvæðu endapunkti batrið er kölluð katóð, en elektroðin sem er tengd jákvæðu endapunkti batrið er kölluð ánóð. Frekari jákvæðir kationar eru dragin af katóð, en frekari neikvæðir anionar eru dragin af ánóð. Á katóð tekur jákvæðir kationar elektrón frá neikvæðu katóð, en á ánóð gefa neikvæðir anionar elektrón til jákvæðu ánóð. Til að halda áfram að taka og gefa elektrón á katóð og ánóð, þarf að hafa straum á ytri rafrás. Það þýðir að straumur heldur áfram að snúa í lokaðri slóð sem mynduð er af batri, elektrolút og elektroðum. Þetta er grunnvallarreglan um elektrolýs.

Elektrolýs kupfer-sulfats

Þegar kupfer-sulfat eða CuSO4 er bætt við vatni, deilist það í vatninu. Því CuSO4 er elektrolút, splittast það upp í Cu+ + (kation) og SO4 − − (anion) jóna og færast óbundið í lausninni.

Nú munum við dýpa tvo kupfer-elektroð í þessa lausn.

Cu+ + jónarnir (kation) verða dragin til katóð, eða elektroðsins sem er tengdur við neikvæða endapunkt batrið. Þegar þeir komast á katóð, tekur hver Cu+ + jón elektrón frá honum og verður ónefast kupfer-atóm.

Sama SO4 − − (anion) jónarnir verða dragin af ánóð, eða elektroðsins sem er tengdur við jákvæða endapunkt batrið. Svo SO4 − − jónarnir færast til ánóðararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararararar......