Prinsip Elektrolisis Elektrolit Sulfat Tembaga

Elektrolisis

Ang elektrolisis ay isang proseso ng electrokimika kung saan ang kasalukuyan ay lumilipad mula sa isang electrode patungo sa iba sa isang ionized na solusyon na isang elektrolito. Sa prosesong ito, ang mga positibong ions o cations ay dumadating sa negatibong electrode o cathode at ang mga negatibong ions o anions ay dumadating sa positibong electrode o anode.

Bago maintindihan ang prinsipyong elektrolisis, dapat nating malaman kung ano ang elektrolito o definisyong elektrolito

Definisyong Elektrolito

Ang elektrolito ay isang kemikal na kung saan ang mga atom nito ay matatag na nakakonekta sa pamamagitan ng ionic bonds ngunit kapag inilarawan ito sa tubig, ang mga molekula nito ay naghihiwalay sa positibong at negatibong ions. Ang mga positibong na-charged na ions ay tinatawag na cations samantalang ang mga negatibong na-charged na ions ay tinatawag na anions. Ang parehong cations at anions ay malayang kumikilos sa solusyon.

Prinsipyong Elektrolisis

Sa ionic bonds, ang isang atom ay nawawalan ng kanyang valence electrons at ang isa pang atom ay nakukuha ng electrons. Bilang resulta, ang isang atom ay naging positibong na-charged na ion at ang isa pang atom ay naging negatibong ion. Dahil sa magkaiba-iba ang charge, ang parehong ito ay umuugnay sa bawat isa at bumubuo ng isang bonding na tinatawag na ionic bond. Sa ionic bond, ang lakas na gumagana sa pagitan ng mga ions ay Coulombic force na inversely proportional sa permittivity ng medium. Ang relative permittivity ng tubig ay 80 sa 20oC. Kaya, kapag anumang ionic bonded na kemikal ay inilarawan sa tubig, ang lakas ng bonding sa pagitan ng mga ions ay naging mas mahina at kaya ang kanyang mga molekula ay naghihiwalay sa cations at anions na malayang kumikilos sa solusyon.

Ngayon, ilalagay natin ang dalawang metal rods sa solusyon at ilalapat natin ang isang electrical potential difference sa pagitan ng mga rods nang external sa pamamagitan ng isang battery.

Ang mga partly immersed rods na ito ay teknikal na tinatawag na electrodes. Ang electrode na konektado sa negatibong terminal ng battery ay kilala bilang cathode at ang electrode na konektado sa positibong terminal ng battery ay kilala bilang anode. Ang malayang kumikilos na positibong na-charged na cations ay pinapahila ng cathode at ang negatibong na-charged na anions ay pinapahila ng anode. Sa cathode, ang mga positibong cations ay kinukuha ng electrons mula sa negatibong cathode at sa anode, ang negatibong anions ay binibigyan ng electrons ang positibong anode. Para sa patuloy na pagsasakop at pagbibigay ng electrons sa cathode at anode, dapat may kasunod na flow ng electrons sa external circuit ng electrolytic. Ibig sabihin, kasalukuyan ang patuloy na pagcirculate sa closed loop na nilikha ng battery, electrolytic, at electrodes. Ito ang pinakabasic na prinsipyong elektrolisis.

Elektrolisis ng Copper Sulfate

Kapag ang copper sulfate o CuSO4 ay idinagdag sa tubig, ito ay nalulunod sa tubig. Bilang isang elektrolito, ito ay naghihiwalay sa Cu+ + (cation) at SO4 − − (anion) ions at malayang kumikilos sa solusyon.

Ngayon, ilalagay natin ang dalawang copper electrodes sa solusyong ito.

Ang Cu+ + ions (cation) ay mapapahila patungo sa cathode, i.e., ang electrode na konektado sa negatibong terminal ng battery. Kapag naroroon sa cathode, ang bawat Cu+ + ion ay kukunin ang electrons nito at maging neutral na copper atoms.

Parehong ang SO4 − − (anion) ions ay mapapahila ng anode, i.e., ang electrode na konektado sa positibong terminal ng battery. Kaya ang SO4 − − ions ay lalapit sa anode kung saan sila ay bibigay ng dalawang electrons at maging SO4 radical.

Ngunit dahil ang SO4 radical ay hindi maaaring umiral sa electrical neutral state, ito ay sasalakay sa copper anode at bubuo ng copper sulfate.

Sa prosesong ito, pagkatapos makuhang electrons, ang neutral na copper atoms ay ide-deposito sa cathode. Sa parehong oras, ang SO4 ay tumutugon sa copper anode at naging CuSO4 ngunit sa tubig, ito ay hindi maaaring umiral bilang single molecules kundi ang CuSO4 ay maghihiwalay sa Cu+ +, SO4 −