1。セットアップ:
* 電解質: イオンを含む溶液または溶融物質(帯電した原子または分子)。これは、導電率の媒体として機能します。
* 電極: 電解質に浸漬された2つの導電性材料(通常は金属)。それらは、電流がシステムに入り、出発するポイントとして機能します。
* 直接電流(DC)電源: バッテリーや電源などの電気エネルギー源は、一方向に電子の連続的な流れを提供します。
2。プロセス:
* 電極接続: DC電源は電極に接続されています。 1つの電極がアノードになります 、積極的に帯電し、否定的に帯電したイオン(アニオン)を引き付けます。他の電極はカソードです 、これは負に帯電しており、積極的に帯電したイオン(陽イオン)を引き付けます。
* 電気化学反応: 電流が適用されると、次のことが起こります。
* アノード: 陰イオンは電子を失い(酸化)、中性原子または分子に変換されます。これらの原子または分子は、ガスとして放出したり、電解質に溶解したり、アノード自体に堆積したりすることができます。
* カソード: カチオンは電子を獲得し(還元)、中性原子または分子に変換されます。これらの原子または分子は、ガスとして放出したり、電解質に溶解したり、カソードに堆積したりすることができます。
* イオンの動き: 電解質のイオンは、反対に帯電した電極に向かって移動し、電気回路を完成させます。
3。例:
* 水の電解: 水は水素と酸素ガスに分解されます:
* アノード: 2H2O→O2 + 4H + + 4E-
* カソード: 4H + + 4E-→2H2
* 電気めっき: 溶液からの金属イオンは、導電性表面に堆積します。
* アノード: 金属→金属イオン +電子
* カソード: 金属イオン +電子→金属
* chlor-alkaliプロセス: 塩水を電解して、塩素ガス、水酸化ナトリウム、水素ガスを生成します。
* アノード: 2cl-→Cl2 + 2e-
* カソード: 2H2O + 2E-→H2 + 2OH-
キーポイント:
*電解にはDC電源が必要です。
*このプロセスには、酸化還元反応(酸化と還元)が含まれます。
*電気分解の生成物は、電解質のタイプと使用される電極に依存します。
電気分解には、化学物質、金属、水素燃料の生産など、多くの産業用途があります。また、廃水から汚染物質を除去することにより、環境保護において重要な役割を果たしています。