Kas ir sērskābes elektrolīze?

Lai izprastu sērskābes elektrolīzi, ir nepieciešamas zināšanas par joniem. Joni ir daļiņas, kurām ir pozitīvs vai negatīvs elektromagnētiskais lādiņš. Tas notiek tāpēc, ka sākotnējais elements ir zaudējis vai ieguvis elektronu, kā rezultātā rodas nelīdzsvarotība starp elektronu un protonu skaitu. Elektroni ir negatīvi lādētas daļiņas, un protoni ir pozitīvi lādētas daļiņas. Normālos atomos ir vienāds elektronu un protonu skaits, un tāpēc tiem nav lādiņa. Joni veidojas tā, lai elements varētu savienoties ar citiem elementiem jonu saitē.

Elektrolīze ir savienojumu sadalīšanas process, atdalot pozitīvos jonus no negatīvajiem. Tas notiek elektromagnētisma rezultātā, kas ir spēks, kas izraisa negatīvo lādiņu piesaisti pozitīvajiem, un otrādi. Sērskābes elektrolīze izmanto šo fizikas likumu, lai sadalītu jonu savienojumus. Zinātnieki ievieto divus elektrodus ķīmiskajā šķīdumā un sūta caur tiem elektrisko strāvu. Tādējādi pozitīvie joni pārvietojas uz katodu un iegūst elektronus, savukārt negatīvie joni pārvietojas uz anodu un zaudē elektronus.

Sērskābes elektrolīzes laikā negatīvi lādētie hidroksīda (OH-) joni tiek piesaistīti anodam. Hidroksīda jonos ir vairāk elektronu nekā protonu, un tāpēc tie ir negatīvi lādēti. Pēc tam tie zaudē elektronus un pārvēršas skābekļa gāzē un ūdenī. Zaudētie elektroni izraisa jonu saites starp ūdeņradi un skābekli sadalīšanos, kas nozīmē, ka atlikušais ūdeņradis un skābeklis var veidot ūdeni. Četru hidroksīda jonu elektrolīzes reakcijā četri ūdeņraža atomi saistās ar diviem skābekļa atomi, veidojot ūdeni un atstājot divas skābekļa (O2) molekulas brīvi izplūst kā gāze.

Sērskābes elektrolīzē pie katoda rodas ūdeņraža gāze (H2). Tas notiek tāpēc, ka pozitīvi lādētie ūdeņraža joni (H+) tiek piesaistīti negatīvi lādētajam katodam. Elektronus, kas plūst caur elektrodu, pievieno ūdeņradim, lai to pārvērstu atpakaļ ūdeņraža gāzē. Elektronu negatīvie lādiņi līdzsvaro ūdeņraža jonus un pārvērš tos atpakaļ gāzveida formā.