Kupra Sülfit Elektroliti Elektroliz Prensibi

Elektroliz

Elektroliz, bir elektrokimyasal süreçtir ve bu süreçte akım bir elektrottan diğerine iyonlaşmış bir çözelti (elektrolit) içinde geçer. Bu süreçte, pozitif iyonlar veya kationlar negatif elektrot veya katoda, negatif iyonlar veya anionlar ise pozitif elektrot veya anot'a gelir.

Elektrolizin ilkesini anlamadan önce, ne olduğu veya elektrolitin tanımı bilinmelidir.

Elektrolitin Tanımı

Bir elektrolit, atomları ıonsal bağlarla sıkıca bağlı olan ancak suya çözündüğünde molekülleri pozitif ve negatif iyonlara bölünen bir kimyasaldır. Pozitif yüklü iyonlar kationlar, negatif yüklü iyonlar ise anionlar olarak adlandırılır. Hem kationlar hem de anionlar çözeltide özgürce hareket eder.

Elektrolizin İlkesi

İonsal bağlar, bir atomun valans elektronlarını kaybetmesi ve başka bir atomun elektron kazanması sonucu oluşur. Sonuç olarak, bir atom pozitif yüklü iyon, diğer atom ise negatif yüklü iyon olur. Zıt yükler nedeniyle birbirini çeker ve aralarında ıonsal bağ oluştururlar. İonsal bağda, iyonlar arasındaki kuvvet Coulomb kuvvetidir ve bu kuvvet ortamın izoleme oranına ters orantılıdır. Suyun 20oC'deki göreceli izoleme oranı 80'tir. Bu nedenle, herhangi bir ıonsal bağlanmış kimyasal suya çözündüğünde, iyonlar arasındaki bağlanma gücü çok daha zayıf hale gelir ve bu nedenle molekülleri özgürce hareket eden kationlar ve anionlara bölünür.

Şimdi iki metal çubuğu çözeltiye daldıracak ve bu çubuklar arasında dışarıdan bir pil ile elektriksel potansiyel farkı uygulayacağız.

Bu kısmen daldırılmış çubuklar teknik olarak elektrotlar olarak adlandırılır. Pilin negatif terminaline bağlanan elektrot katod, pozitif terminaline bağlanan elektrot ise anot olarak adlandırılır. Özgürce hareket eden pozitif yüklü kationlar katoda, negatif yüklü anionlar ise anota çeker. Katoda, pozitif kationlar negatif katoddan elektron alırken, anoda, negatif anionlar pozitif anota elektron verir. Elektrolitik devrede sürekli elektron alıp vermek için, dış devrede elektron akışı olmalıdır. Yani, akım pil, elektrolit ve elektrotlar tarafından oluşturulan kapalı çevrimde devamlı olarak dolaşır. Bu, en temel elektroliz ilkesidir.

Bakır Sülfitin Elektrolizi

Bakır sülfit veya CuSO4 suya eklenince suya çözünür. CuSO4 bir elektrolit olduğundan, Cu+ + (kation) ve SO4 − − (anion) iyonlarına bölünür ve çözeltide özgürce hareket eder.

Şimdi bu çözeltiye iki bakır elektrot daldıracak.

Cu+ + iyonları (kation) katod yani pilin negatif terminaline bağlı olan elektrote çekilecektir. Katoda ulaştığında, her Cu+ + iyonu ondan elektron alarak nötr bakır atomu haline gelecektir.

Benzer şekilde, SO4 − − (anion) iyonları anod yani pilin pozitif terminaline bağlı olan elektrot tarafından çekilecektir. Bu nedenle, SO4 − − iyonları anoda doğru hareket edecek, burada iki elektron vererek SO4 radikaline dönüşecek.

Ancak, SO4 radikali elektriksel nötr durumda varolamayacağından, bakır anoda saldıracak ve bakır sülfit oluşturacaktır.

Yukarıdaki süreçte, elektronları aldıktan sonra nötr bakır atomları katoda birikir. Aynı zamanda, SO4 bakır anotla reaksiyona girerek CuSO4 haline gelir, ancak su içinde tek moleküller olarak varolamaz, bunun yerine CuSO4, Cu+ +, SO4 − − iyonlarına bölünerek suya çözünür. Bu nedenle, bakır elektrotlarla bakır sülfitin elektrolizi sırasında, bakır katoda birikir ve aynı miktarda bakır anodtan çıkarılır. Eğer bakır sülfitin elektrolizinde bakır yerine karbon elektrot kullanırsak, reaksiyonlar biraz farklı olur. Aslında, SO4 karbonla reaksiyona giremez ve bu durumda SO