نوعی تجزیه ی شیمیایی است که بر اثر جریان الکتریسیته در یک مایع پدید می آید . اگر این مایع آب باشد ، آب به دو گاز هیدروژن و اکسیژن تجزیه می شود . اگر مایع نمک محلولی از یک فلز باشد ، بر اثر الکترولیز ، فلز از آن محلول چدا می شود .
برای اینکه عمل الکترولیز صورت بگیرد ، دو تیغه یا دو میله ی رسانای الکتریکی ، مثل تیغه ی قلزی یا میله ی زغالی را در مایعی قرار می دهند . به این تیغه ها یا میله ها الکترود می گویند . هر الکترود را با سیمی به یکی از قطب های باتری یا مولد جریان مستقیم الکتریسیته وصل می کنند . الکترودی که به قطب منفی وصل می شود کاتد ، و الکترودی که به قطب مثبت وصل می شود آند نام دارد
.
محلولی را که الکترود ها در آن قرار دارند و جریان الکتریسیته را از خود عبور می دهد و تجزیه می شود الکترولیت می نامند
. ظرفی را که الکترود ها و الکترولیت در آن است ظرف الکترولیز یا ولتامتر می نامند .
بر اثر گذشتن جریان الکتریسیته و تجزیه ی شیمیایی هر مولکول از ماده به ذره های باردار تجزیه می شود . هر ذره باردار را یون می نامند . ذره با بار مثبت را یون مثبت و ذره با بار منفی را یون منفی می نامند . در هر محلول الکترولیت عده ی یون های مثبت و منفی ، برابر است . اگر جریان الکتریسیته از ظرف الکترولیز بگذرد ، کاتد الکترون هایی را که از باتری می گیرد به درون ظرف الکترولیز می برد . یون های مثبت این الکترون ها را می گیرند و در سطح آند
نیز یون های منفی الکترون های خود را به آند می دهند . این الکترون ها از ظرف الکترولیز به باتری بر می گردند . گرفتن الکترون ها را به وسیله ی یون های مثبت احیا ، و از دست دادن الکترون ها را به وسیله ی یون های منفی اکسیداسیون می نامند .
در الکترولیز آب ، مولکول های آب به دو یون مثبت و منفی تجزیه می شوند . یون مثبت هیدروژن از کاتد الکترون می گیرد و به گاز هیدروژن تبدیل می شود (احیا ) . یون منفی الکترون خود را به آند می دهد و گاز اکسیژن آزاد می کند ( اکسیداسیون ) . در این عمل ، همیشه حجم هیدروژن به دست آمده دو برابر حجم اکسیژن به دست آمده است ، زیرا هر مولکول آب از دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن تشکیل شده است
.
در الکترولیز محلول های فلزدار ، یون مثبت فلز در کاتد الکترون می گیرد و به فلز خالص تبدیل می شود . فلز خالص در کاتد می نشیند ، یا به بیان دیگر به کاتد آب فلز داده می شود ( آبکاری
) .
قانون های الکترولیز
:
فارادی ، دانشمند انگلیسی ، یکی از نخستین کسانی بود که به بررسی الکترولیز پرداخت . سرانجام ، پس از آزمایش ها و محاسبه های بسیار دقیق ، سه قانون زیر را درباره ی الکترولیز بیان کرد
:
1-
مقدار ماده ی تجزیه شده متناسب با مقدار الکتریسیته ای است که از الکترولیت می گذرد .
2-
مقدار ماده ای که تجزیه می شود متناسب با والانس گرم است ( والانس گرم یک فلز برابر است با جرم اتمی آن فلز بر حسب گرم ، تقسیم بر والانس ، یعنی ظرفیت شیمیایی آن فلز ) .
3-
مقدار ماده ی تجزیه شده به فاصله ی الکترودها از یکدیگر بستگی ندارد .
فارادی دریافت که برای آزاد شدن هر والانس گرم از هر فلز مقدار معینی الکتریسیته لازم است که در حدود 96500 کولن است . برای مثال جرم اتمی مس 64 گرم و ظرفیت آن 2 است . بنابر این ، والانس گرم مس 32 است . برای اینکه 32 گرم مس در کاتد بنشیند ، باید 96500 کولن الکتریسیته از نمک محلول مس بگذرد
.
کاربرد های الکترولیز
:
عمل الکترولیز در پالایش فلز های نا خالص و به دست آوردن فلز خالص نقش مهمی دارد . برای مثال ، فلز خالص سدیم از الکترولیز کلرید سدیم مذاب به دست می آید . در این عمل گاز کلر نیز تولید می شود.الکترولیز محلول کلرید سدیم
در آب ماده ی شیمیایی مهمی به نام هیدروکسید سدیم (سود سوز آور ) تولید می کند . سدیم و گاز کلر و سود سوزآور کاربرد های صنعتی و شیمیایی بسیار دارند .
منیزیم و آلومینیوم و بعضی از فلز های دیگر از راه الکترولیز تهیه می شوند . کانی های مس و بعضی از فلزهای دیگر به وسیله ی الکترولیز تصفیه و خالص می شوند . برای این کار فلز ناخالص را به جای آند و میله ای از فلز خالص را به جای کاتد قرار می دهند . در جریان عمل الکترولیز ،فلز ناخالص از آند جدا می شود و فلز خالص در کاتد می نشیند
.
مواد شیمیایی دیگری نیز به وسیله ی الکترولیز تولید می شوند ، مانند دی اکسید منگنز ، پراکسید هیدروژن ، کلرات ها و پر کلرات ها . پر اکسید هیدروژن و پر کلرات ها در سوخت موشک به کار می روند
.
از الکترولیز در آبکاری نیز استفاده می شود .آبکاری یعنی پوشاندن یک لایه
از فلز گران بها تر و مقاوم تر روی سطح یک فلز معمولی . این عمل برای دوام بخشیدن و جلای بیشتر دادن به اشیای فلزی است
:: بازدید از این مطلب : 10303
|
امتیاز مطلب : 17
|
تعداد امتیازدهندگان : 4
|
مجموع امتیاز : 4