Principio dell'Elettrolisi dell'Elettrolita di Solfato di Rame

Elettrolisi

L'elettrolisi è un processo elettrochimico in cui la corrente passa da un elettrodo all'altro in una soluzione ionizzata che è un elettrolita. In questo processo, gli ioni positivi o cationi si dirigono verso l'elettrodo negativo o catodo, mentre gli ioni negativi o anioni si dirigono verso l'elettrodo positivo o anodo.

Prima di comprendere il principio dell'elettrolisi, dobbiamo sapere cosa sia un elettrolita o la definizione di elettrolita

Definizione di Elettrolita

Un elettrolita è un composto chimico i cui atomi sono legati strettamente insieme da legami ionici, ma quando viene disciolto in acqua, le sue molecole si dividono in ioni positivi e negativi. Gli ioni carichi positivamente sono chiamati cationi, mentre quelli carichi negativamente sono chiamati anioni. Entrambi i cationi e gli anioni si muovono liberamente nella soluzione.

Principio dell'Elettrolisi

Nei legami ionici, un atomo perde i suoi elettroni di valenza e un altro atomo ne acquisisce. Di conseguenza, un atomo diventa un ione carico positivamente e l'altro atomo diventa un ione carico negativamente. A causa della carica opposta, entrambi si attraggono e formano un legame tra loro chiamato legame ionico. Nel legame ionico, la forza che agisce tra gli ioni è la forza coulombiana, che è inversamente proporzionale alla permittività del mezzo. La permittività relativa dell'acqua è 80 a 20oC. Quindi, quando qualsiasi sostanza chimica legata ionicamente viene disciolta in acqua, la forza di legame tra gli ioni diventa molto più debole e le sue molecole si dividono in cationi e anioni che si muovono liberamente nella soluzione.

Ora immergeremo due barre metalliche nella soluzione e applicheremo una differenza di potenziale elettrico tra le barre esternamente con una batteria.

Queste barre parzialmente immerse sono tecnicamente chiamate elettrodi. L'elettrodo connesso al terminale negativo della batteria è noto come catodo, mentre quello connesso al terminale positivo della batteria è noto come anodo. Gli ioni positivi cationi si muovono verso il catodo e gli ioni negativi anioni si muovono verso l'anodo. Nel catodo, i cationi positivi prendono elettroni dal catodo negativo, mentre nell'anodo, gli anioni negativi danno elettroni all'anodo positivo. Per continuare a prendere e dare elettroni nel catodo e nell'anodo rispettivamente, deve esserci un flusso di elettroni nel circuito esterno elettrolitico. Ciò significa che la corrente continua a circolare nel loop chiuso creato dalla batteria, dall'elettrolita e dagli elettrodi. Questo è il principio più basilare dell'elettrolisi.

Elettrolisi del Solfato di Rame

Quando il solfato di rame o CuSO4 viene aggiunto all'acqua, si dissolve nell'acqua. Poiché CuSO4 è un elettrolita, si divide in Cu+ + (catione) e SO4 − − (anione) e si muovono liberamente nella soluzione.

Ora immergeremo due elettrodi di rame in quella soluzione.

Gli ioni Cu+ + (catione) saranno attratti verso il catodo, cioè l'elettrodo connesso al terminale negativo della batteria. Arrivando al catodo, ogni ione Cu+ + prenderà elettroni da esso e diventerà un atomo neutrale di rame.

Analogamente, gli ioni SO4 − − (anione) saranno attratti dall'anodo, cioè l'elettrodo connesso al terminale positivo della batteria. Quindi, gli ioni SO4 − − si muoveranno verso l'anodo dove daranno due elettroni e diventeranno radicali SO4.

Ma poiché il radicale SO4 non può esistere in uno stato elettricamente neutro, attaccherà l'anodo di rame e formerà solfato di rame.

Nel processo sopra descritto, dopo aver preso elettroni, gli atomi neutri di rame si depositano sul catodo. Allo stesso tempo, SO4 reagisce con l'anodo di rame e diventa CuSO4, ma in acqua non può esistere come singole molecole, invece CuSO4 si dividerà in Cu+ +, SO4 − − e si dissolverà in acqua. Pertanto, si può