Electroliza apei

Procesul de oxido-reducere care are loc la electrozi la trecerea curentului electric continuu prin soluția sau topitură unui electrolit se numește electroliză.

Electrolit - substanță chimică care se poate descompune sub influența unui curent electric. Cu acest scop se folosesc așa-numitele “băi de electroliză”. În procesul electrolizei energia electrică se transformă în energie chimică, adică în energia substanțelor formate.

Fomenul dat este complex și constă în următoarele:

Dacă introducem 2 electrozi în soluția sau topitură unui electrolit și-i vom uni catodul (-) și anodul (+) unei surse de curent electric continuu, atunci, sub acțiunea câmpului electric are loc migrația ionilor cu sarcină pozitivă (cationi) către catod și a ionilor cu sarcină negativă (anioni) spre anod, cît și neutralizarea acestora. La catod cationii adiționează electroni și se reduc. Anionii, apropiindu-se de anod, cedează electronii și se oxidează.

Catodul este un reducător puternic, iar anodul - oxidant. Atomii transformați în procesul de electroliză se pot depune ca atare pe electrod sau pot reacționa: cu moleculele dizolvantului, cu electrodul, sau între ei. Se formează astfel produși secundari ai electrolizei. Produsele electrolizei depind de natura și concentrația electrolitului, de natura anodului și de densitatea curentului electric. Experimental s-a constatat că prin electroliza apei acidulate se obține hidrogen și oxigen. Deci în soluție sunt prezenți ionii proveniți prin ionizarea apei și a acidului. 2H2O - H3O + HO - s-au simplificat Ținând seama de faptul că electrodul negativ, catodul, are tendința de a ceda electronii, iar anodul (+) are tendința de a accepta electroni, procesele mai pot fi scrise sub forma: La catod (-): 2H3O+ + 2e- = H2 + 2H2O La anod (+): 3H2O = ½ O2 + 2H3O+ + 2e- Ecuația reacției globale: H2O = H2 + ½ O2 Deci apa se descompune sub acțiunea curentului electric în H2 și O2 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. Hidrogenul sub formă de gaz, poate fi transportat prin conducte.

Dar hidrogenul poate fi păstrat fie din în rezervoare subterane, ca gaz, fie sub formă solidă, ca hidruri. În acest mod problema stocării energiei devine mai simplă. ELECTROLIZA APEI ÎNTR-UN MEDIU ALCALIN Dacă se electrolizează apă alcalinizată (soluție diluată de NaOH), fenomenele observate vor fi aceleași: degajarea oxigenului și hidrogenului la cei doi electrozi. În soluția alcalină vor fi prezente următoarele specii chimice: Na+, HO-, H2O. Procesele chimice care au loc la electrozi: La catod (-): 2H2O + 2e- = H2 + 2HO reducere La anod (+): 2HO- = 1/2O2 + H2O + 2e- oxidare Ecuația reacției globale: H2O = H2 + ½ O2