Electroliza si legile lui Faraday

Electroliza

reprezinta o alta aplicatie importanta a efectului chimic al curentului electric. Aceste procese, cunoscute sub numele de electroliza, se produc in urma aplicarii unei diferente de potential electric intre doi electrozi cufundati intr-un electrolit. Un astfel de dispozitiv, construit pentru producerea electrolizei, se numeste electrolizor sau voltametru.

In

solutiile de electroliti, atat timp cat nu circula un curent electric, ionii electrolitilor au miscari dezordonate asemanatoare miscarii moleculelor dizolvantului. Daca, insa, in electrolit se introduc doi electrozi conectati la polii unei baterii electrice sau la un acumulator, electrodul pozitiv si cel negativ introdusi in solutie exercita asupra ionilor de semn contrar forte de atractie sub influenta carora miscarea dezordonata a ionilor se transforma intr-o miscare dirijata.

De

exemplu, clorura de cupru in solutie apoasa se disociaza dupa ecuatia > Cu Cl2 Cu2+ + 2ClSub actiunea campului electric dintre electrozi, cationii Cu2+ se indreapta spre catod pe care chiar il ating. In contact cu catodul, ionii de cupru primesc cate doi electroni din circuitul electric, sarcina lor electrica fiind neutralizata (ionii se @descarca#) si atomii de cupru rezultati se depun pe electrod> Cu2+ + 2e-a Cu0

In

acelasi mod ionii de clor sunt orientati spre anod unde pierd electronul lor, adica sarcina lor electrica este neutralizata si devin atomi. Atomii de clor rezultati se unesc formand moleculele de clor care se degaja sub forma de gaz> 2Cl-a2Cl+ 2eCl+ ClaCl2

Fenomenul

de dirijare a ionilor spre electroliza sub actiunea curentului electric si descarcarea lor se numeste electroliza si se efectueaza intr-un aparat numit electrolizor sau voltametru.

In

prima etapa a electrolizei se neutralizeaza ionii la cei doi electrozi. Ionii pozitivi (cationii) isi completeaza la catod numarul de electroni iar ionii negativi (anionii) cedeaza anodului surplusul de electroni transformanduse astfel in atomi neutri, respectiv grupe atomice neutre.

Acestea

sunt reactii primare ale electrolizei. Atomii neutri sau grupele de atomi din solutie care pot reactiona intre ei cu electrolitul sau cu electrozii dau reactii secundare. Substantele rezultate prin electroliza apar numai la electrozi si nu in spatiul intermediar, ceea ce dovedeste ca neutralitatea sarcinilor electrice pe care le poarta ionii se face numai la electrozi.

Rezultatele

electrolizei uneia si aceleiasi solutii pot fi diferite in functie de electrozii folositi. In cazul folosirii unor electrozi de platina sau carbune, schema electrolizei unei solutii apoase de acid sulfuric este urmatoarea> H2SO4 2H+ + SO4- (ionii acidului sulfuric).

Prima

lege> Cantitatea de substanta care se depune pe electrozi in timpul electrolizei este proportionala cu cantitatea de electricitate care trece prin solutie, deci cu intensitatea curentului si cu timpul cat trece curentul prin electrolit.

A

doua lege > cand aceeasi cantitate de electricitate trece prin diferiti electroliti, cantitatile de substante puse in libertate la electrozi sunt proportionale cu echivalentii lor chimici. Deci, echivalentii electrochimici sunt proportionali cu echivalentii chimici.

Electroliza

are astazi multiple aplicatii, dintre acestea amintim: obtinerea sau purificarea metalelor pe cale electrochimica (acest domeniu fiind numit electrometalurgie), depunerea unor straturi metalice pe suprafata unor corpuri, pentru a le proteja de coroziune, sau modelarea unor metale (galvanotehnica), obtinerea unor substante necesare in industria chimica, farmaceutica, etc.