Electroliză

Aplicaţiile electrolizei

Reacţiile Redox îşi găsesc aplicaţii atât in cazul producerii curentului electric cu ajutorul pilelor electrice (celule galvanice), cât şi pentru obţinerea unor substanţe chimice cu ajutorul celulelor de electroliză.

Reacţiile Redox din pilele electrice sunt reacţii spontane, generatoare de curent electric.

Reacţiile Redox din celulele de electroliză nu sunt reacţii spontane şi au loc sub acţiunea curentului electric.

Electroliza este procesul de trecere a curentului electric printr-un electrolit şi este însoţit de deplasare de materie.

În procesul electrolizei energia electrică se transformă în energie chimică, adică în energia substanţelor formate.  Fenomenul dat este complex şi constă in următoarele: 1. introducem 2 electrozi în soluţia sau topitura unui electrolit şi-i vom uni catodul (-) şi anodul (+) unei surse de curent electric continuu;

2. sub acţiunea câmpului electric are loc migraţia ionilor cu sarcina pozitiva (cationi) către catod si a ionilor cu sarcina negativă (anioni) spre anod, cât si neutralizarea acestora;

3. la catod cationii adiţionează electroni şi se reduc;

4. anionii, apropiindu-se de anod, cedează electronii şi se oxidează. Catodul este un reducător puternic, iar anodul – oxidant.

Atomii transformaţi în procesul de electroliză se pot depune ca atare pe electrod sau pot reacţiona: cu moleculele dizolvantului, cu electrodul, sau între ei. Se formează astfel produşi secundari ai electrolizei. Produsele electrolizei depind de natura şi concentraţia electrolitului, de natura anodului şi de densitatea curentului electric. În continuare se vor analiza, în majoritate, fenomenele ce au loc la electroliza sărurilor. Electrozii pot fi insolubili (C-carbune, Pt) şi solubili (toate celelalte).  Astfel, deosebim două tipuri de electroliză: a topiturilor şi a soluţiilor.

Experimental s-a constatat că prin electroliza apei acidulate se obţine hidrogen si oxigen. Deci în solutie sunt prezenţi ionii proveniţi prin ionizarea apei şi a acidului.2 H2O - H3O + HO – s-au simplificat

Ţinând seama de faptul că electrodul negativ, catodul, are tendinţa de a ceda electronii, iar anodul (+) are tendinţa de a accepta electroni; procesele mai pot fi scrise sub forma:(-)2 H2O+2 e- H2(g)+2 HO (+)2 H2O- O2(g)+4 H + 4 eˉ

Deci la catod se degajă hidrogenul iar la anod oxigenul.

S-a prezentat o pilă de combustie ce permite transformarea energiei chimice în energie electrică prin arderea hidrogenului în oxigen. Prin utilizarea pilelor de combustie hidrogenul devine combustibilul viitorului, iar apa este purtător de energie .