Elektrochemické metody - elektrolýza SŠZePř Rožnov p. R PaedDr Elektrochemické metody - elektrolýza SŠZePř Rožnov p. R PaedDr.Lenka Těžká Modernizace výuky odborných předmětů CZ.1.07/1.1.08/03.0032

Elektrolýza vody

Co je to elektrolýza? Je to fyzikálně-chemický jev, způsobený průchodem elektrického proudu kapalinou, při kterém dochází k chemickým změnám na elektrodách.

Částicové vysvětlení Elektricky vodivá kapalina obsahuje směs kationtů a aniontů vzniklých v kapalině disociací. Průchodem elektrického proudu dochází k pohybu kladných iontů k záporné elektrodě a záporných iontů ke kladné elektrodě. Na elektrodách pak může docházet k chemickým reakcím a to: mezi ionty a elektrodou mezi ionty samotnými mezi ionty a kapalinou (díky vyšší koncentraci iontů u elektrody)

Příklad elektrolýzy Elektrolýza vody Při elektrolýze vody se jako elektrolyt používá roztok kyseliny sírové H2SO4 a ve vodě elektrody z platiny, která s kyselinou sírovou nereaguje. Disociací molekul kyseliny sírové vznikají v roztoku kladné ionty vodíku H+ a záporné ionty SO42−. Kationty vodíku se pohybují k záporné elektrodě, od které přijímají elektron a slučují se do molekuly vodíku H2. Anionty SO42− se pohybují ke kladné elektrodě, které odevzdají své přebytečné elektrony a elektricky neutrální molekula SO4 okamžitě reaguje s vodou a poté vzniká nová molekula H2SO4. Při této reakci se uvolňují molekuly kyslíku O2. U záporné elektrody se tedy vylučuje z roztoku vodík, u kladné elektrody se vylučuje kyslík. Přitom v elektrolytu zůstává stejný počet molekul kyseliny sírové H2SO4, zatímco ubývá molekul vody H2O, koncentrace roztoku se zvyšuje. K elektrolýze vody se používá Hoffmanův přístroj. Energetická účinnost elektrolýzy vody (získaná chemická energie/dodaná elektrická energie) dosahuje v praxi 60-70%.

Hoffmanův přístroj pro elektrolýzu vody

Využití elektrolýzy Výroba chlóru Rozklad různých chemických látek (elektrolýza vody) Elektrometalurgie - výroba čistých kovů (hliník) Elektrolytické čištění kovů - rafinace (měď, zinek, nikl) Galvanické pokovování (chromování, niklování, zlacení) - pokrývání předmětů vrstvou kovu Galvanoplastika - kovové obtisky předmětů, např. pro výrobu odlévacích forem Galvanické leptání - kovová elektroda se v některých místech pokryje nevodivou vrstvou, nepokrytá část se průchodem proudu elektrolytem vyleptá Polarografie - určování chemického složení látky pomocí změn elektrického proudu procházejícího roztokem zkoumané látky Akumulátory - nabíjení chemického zdroje elektrického napětí průchodem elektrického proudu Výroba chlóru polarografie