2023 Autor: Jake Johnson | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-05-24 23:12
Električna provodljivost supstanci se sastoji od pomeranja električnog naboja kroz njih. Navedeno kretanje naboja može se dogoditi na dva različita načina:
- Kroz protok elektrona, kao u metalima, koji su poznati kao provodnici prve vrste.
- Kroz kretanje pozitivnih i negativnih jona, kroz rastvor ili kroz tečno jonsko jedinjenje. Ovaj oblik provodljivosti je poznat kao jonska provodljivost, koja se naziva i elektrolitička, jer je provodljivost elektrolita koji su provodnici druge vrste.
Elektroliza se može definirati kao proces u kojem prolazak električne struje kroz otopinu ili kroz rastopljeni elektrolit, rezultira reakcijom oksidacije – redukcije (redox), nije spontano.
Električna provodljivost se provodi u elektrolitičkim rezervoarima ili ćelijama, kako bi se reproducirala reakcija oksidacije-redukcije u elektrolizi, proces koji je od velikog praktičnog interesa.
An elektrolitička ćelija je kontejner u kojem se odvija proces elektrolize. Ovaj kontejner sadrži rastvor u koji su uronjene elektrode, obe povezane na izvor jednosmerne struje, zahvaljujući čemu ćelija prima elektrone.
Theelektrode su površine na kojima se odvijaju redoks polu-reakcije. Oni su generalno inertni po karakteru u odnosu na reagense koji se nalaze u elektrolitičkoj ćeliji. U elektrodama možemo razlikovati katodu i anodu, kao što se dešava u naponskim baterijama.
- Anoda: elektroda u kojoj dolazi do oksidacije, spojena je na pozitivni pol izvora struje.
- Katoda: elektroda na kojoj dolazi do redukcije, spojena je na negativni pol izvora struje.
Najuočljivije razlike između baterije i elektrolitičke ćelije su:
- U voltaičnoj ćeliji, hemijska reakcija proizvodi električnu energiju, dok je u elektrolitičkoj ćeliji upravo suprotno, električna energija proizvodi hemijsku reakciju.
- U baterijama postoje dva elektrolita, au elektrolitičkim ćelijama samo jedan.
- Redoks reakcije su spontane u voltaičnim ćelijama, dok u elektrolitičkim ćelijama nisu.
- U baterijama, anoda je negativni pol, a katoda je pozitivan, obrnuto u elektrolitičkim ćelijama.
Primjer elektrolize može biti slučaj vode. Čista voda nema dovoljno slobodnih jona za proizvodnju električne energije. Zbog toga se za postizanje elektrolize vode obično dodaje mala količina sumporne kiseline (0,1 M). U ove vodene otopine, inertne elektrode su uronjene, gdje će se dogoditi sljedeće:reakcije:
- Anodna oksidacija: 2 H2O (l) – 4 e^- → O2 (g) + 4H^+ (aq)
- Redukcija na katodi: 4H^+ (aq) + 4e^- → 2 H2 (g)
- Ukupna reakcija: 2H2O (l) → 2H2 (g) + O2 (g)
Jasno se vidi kako se vodik dobija na katodi, a kiseonik na anodi, pri čemu je zapremina gasovitog vodonika duplo veća od zapremine kiseonika.
Sulfatni anjoni kiseline se oksidiraju nakon vode, potreban im je veliki potencijal za pražnjenje, tako da ne rade. Sumporna kiselina se ne troši.
