Princip rastavljanja sulfitne elektrolite bakra

Elektroliza

Elektroliza je elektrokemijski proces kroz koji struja prođe od jednog elektroda do drugog u jonizovanom rešenju koje predstavlja elektrolit. U ovom procesu, pozitivni joni ili katjoni dolaze do negativnog elektroda ili katode, a negativni joni ili anjoni dolaze do pozitivnog elektroda ili anode.

Prije nego što razumemo princip elektrolize, trebalo bi da znamo šta je elektrolit ili definicija elektrolita

Definicija elektrolita

Elektrolit je takva hemikalija čije atomi su tesno povezani jonim vezama, ali kada ga rastvorimo u vodi, njegove molekule se razdvajaju na pozitivne i negativne jone. Pozitivno nainteženi joni se nazivaju katjoni, dok se negativno nainteženi joni nazivaju anjoni. Oba tipa jona slobodno se kreću u rešenju.

Princip elektrolize

U jonim vezama, jedan atom gubi svoje valentne elektrone, a drugi atom ih dobija. Kao rezultat, jedan atom postaje pozitivno nainteženi jon, a drugi atom postaje negativno nainteženi jon. Zbog suprotne nainteženosti, oba atoma se privlače jedan za drugim i formiraju vezu između njih, poznatu kao jonimska veza. U jonim vezi, sila koja deluje između jona je Kulonova sila, koja je obrnuto proporcionalna permitivnosti medijuma. Relativna permitivnost vode je 80 na 20oC. Dakle, kada se bilo koja hemikalija sa jonim vezama rastvori u vodi, snaga vezanja između jona postaje mnogo slabija, pa se njegove molekule razdvajaju na katjone i anjone, slobodno se krećući u rešenju.

Sada ćemo uroniti dve metalne štapiće u rešenje i primeniti električnu potencijalnu razliku između štapića vanjski putem baterije.

Ovi delimično uronjeni štapići tehnički se nazivaju elektrodama. Elektrod povezan sa negativnim terminalom baterije se naziva katoda, a elektrod povezan sa pozitivnim terminalom baterije se naziva anoda. Slobodno se krećući pozitivno nainteženi katjoni privlače katodom, a negativno nainteženi anjoni privlače anodom. Na katodi, pozitivni katjoni uzimaju elektrone od negativne katode, a na anodi, negativni anjoni daju elektrone pozitivnoj anodi. Za kontinuirano uzimanje i davanje elektrona na katodi i anodi redom, mora da postoji tok elektrona u vanjskom krugu elektroliza. To znači, struja nastavlja da cirkulira oko zatvorene petlje stvorene od baterije, elektroliza i elektroda. Ovo je najosnovniji princip elektrolize.

Elektroliza sulfata bakra

Kada se sulfat bakra ili CuSO4 dodaje vodi, on se rastvori u vodi. Kako je CuSO4 elektrolit, on se razdvaja na Cu+ + (katjon) i SO4 − − (anjion) jone i slobodno se kreću u rešenju.

Sada ćemo uroniti dve bakrene elektrode u to rešenje.

Cu+ + joni (katjoni) će biti privučeni ka katodi, tj. elektrodu povezanom sa negativnim terminalom baterije. Kada stignu na katodu, svaki Cu+ + jon uzima elektrone od nje i postaje neutralni atom bakra.

Slično tome, SO4 − − (anjioni) će biti privučeni ka anodi, tj. elektrodu povezanom sa pozitivnim terminalom baterije. Tako SO4 − − joni će se kreću ka anodi, gde daju dva elektrona i postaju SO4 radikal.

Međutim, budući da SO4 radikal ne može postojati u električno neutralnom stanju, napada bakreni anod i formira sulfat bakra.

U gore opisanom procesu, nakon uzimanja elektrona, neutralni atomske čestice bakra depone su se na katodi. Istovremeno, SO4 reaguje sa bakrenim anodom i postaje CuSO4, ali u vodi ne može postojati kao pojedinačne molekule, umesto toga, CuSO4 se razdvaja na Cu+ +, SO