elektroliza

elektroliza

[gr. ḗlektron ‘bursztyn’, lýsis ‘rozłożenie’],

podstawowy proces elektrochemiczny polegający na chemicznej przemianie składników elektrolitu (a często i materiału elektrod), przebiegającej na elektrodach pod wpływem przepływu prądu elektrycznego;

podczas elektrolizy energia elektryczna z zewnętrznego źródła prądu stałego zostaje przekształcona w energię chemiczną — zachodzi więc przemiana odwrotna niż w ogniwie galwanicznym; elektroliza zachodzi w roztworze elektrolitu lub w elektrolicie stopionym — termoelektroliza (elektrolit), w którym umieszczono elektrody metalowe lub grafitowe połączone z zewnętrznym źródłem prądu stałego. W wyniku różnicy potencjałów elektrod następuje ruch jonów elektrolitu (których obecność jest wynikiem dysocjacji elektrolitycznej): jony dodatnie — kationy — przemieszczają się w kierunku katody (połączonej z ujemnym biegunem źródła prądu), jony ujemne — aniony — w kierunku anody (połączonej z dodatnim biegunem); jony elektrolitu przenoszą ładunek między elektrodami. Przy odpowiedniej różnicy potencjałów na granicy faz elektroda–roztwór biegną nieodwracalne reakcje utleniania (na powierzchni anody) i redukcji (na powierzchni katody) jonów elektrolitu, związków chemicznych rozpuszczonych w roztworze lub materiału elektrod. W wyniku elektrolizy danego elektrolitu można otrzymać różne produkty zależnie od warunków prowadzenia procesu, m.in. temperatury, przyłożonego napięcia, rodzaju elektrod, a także budowy elektrolizera (istotne jest czy przestrzeń katodowa jest oddzielona od anodowej), np. elektroliza wodnego roztworu chlorku sodu może prowadzić do otrzymania chloru, wodoru i wodorotlenku sodu bądź chloranu sodu. Po raz pierwszy elektrolizy (rozkładu wody) dokonali 1800 W. Nicholson i A. Carlisle; zmiany ilościowe zachodzące podczas elektrolizy określił 1833 M. Faraday (Faradaya prawa elektrolizy). Elektroliza jest szeroko stosowana w przemyśle, m.in. do otrzymywania i oczyszczania wielu metali (elektrometalurgia), do pokrywania metali powłokami galwanicznymi (galwanotechnika), do otrzymywania wielu substancji, np. chloru, wodoru, chloranów (chloranów(V), chloranów(VII)); elektrolizę stosuje się także w analizie chemicznej (oznaczanie metali), do wyznaczania ładunku elektrycznego (kulometria), do otrzymywania wody ciężkiej.

Elektroliza kwasu solnego (HCl)