Elektrolýza

Elektrolýza je fyzikálno-chemický rozkladný dej, spôsobený prechodom elektrického prúdu cez roztok, pri ktorom dochádza k chemickým zmenám na elektródach.

Časticové vysvetlenie 
Elektricky vodivý roztok obsahuje zmes kladných a záporných iónov, ktoré vznikajú disociáciou molekúl. Prechodom elektrického prúdu dochádza k pohybu kladných iónov (katiónov) k zápornej elektróde (katóde) a záporných iónov (aniónov) ku kladnej elektróde (anóde). Na elektródach takýmto spôsobom môže prebiehať chemická reakcia – medzi iónmi a elektródou, medzi iónmi samotnými alebo iónmi a roztokom (vďaka vyššej koncentrácii iónov pri elektródach).

Príklady elektrolýzy

Elektrolýza kuchynskej soli 
Elektrolytom môže byť napríklad vodný roztok chloridu sodného NaCl (kuchynská soľ), ktorý je disociovaný na kladné ióny sodíka Na+ a záporné ióny chlóru Cl−. Elektródy môžu byť napríklad uhlíkové. Elektrické napätie medzi elektródami usmerní pohyb Na+ k zápornej elektróde, od ktorej ión Na+ prijme elektrón a zmení sa na elektricky neutrálnu časticu – atóm sodíka Na. Záporné ióny Cl− sú priťahované ku kladnej elektróde, ktorá prijíma elektrón, a po dva atómy sa zlučujú do elektricky neutrálnej molekuly chlóru Cl2. Na zápornej elektróde sa teda z roztoku vylučuje pevný sodík (reaguje s vodou), pri kladnej elektróde uniká plynný chlór. V elektrolyte sa zmenšuje počet iónov, koncentrácia roztoku sa znižuje, kvapalina sa stáva menej vodivou.

Elektrolýza vody 
Pri elektrolýze vody sa ako elektrolyt používa roztok kyseliny sírovej H2SO4 vo vode a elektródy z platiny, ktorá s kyselinou sírovou nereaguje. Disociáciou molekuly kyseliny sírovej v roztoku vznikajú kladné ióny vodíka H+ a záporné ióny SO42−. Katióny vodíka sa pohybujú k zápornej elektróde, od ktorej prijímajú elektrón a zlučujú sa do molekúl vodíka H2. Anióny SO42− sa pohybujú ku kladnej elektróde, ktorej odovzdávajú svoje prebytočné elektróny a elektricky neutrálna molekula SO4 okamžite reaguje s vodou – vzniká nová molekula H2SO4. Pri tejto reakcii sa uvoľňujú molekuly kyslíka O2. Pri zápornej elektróde sa teda vylučuje z roztoku vodík, pri kladnej elektróde sa vylučuje kyslík. Pritom v elektrolyte zostáva rovnaký počet molekúl kyseliny sírovej H2SO4, zatiaľ čo sa znižuje počet molekúl vody H2O, koncentrácia roztoku sa zvyšuje.

Galvanické pokovovanie 
Príkladom galvanického pokovovania je pomedenie. Elektrolytom pri galvanickom pomedení môže byť roztok síranu meďnatého (CuSO4) vo vode, kladná elektróda musí byť z medi, zápornú elektródu tvorí pokovovaný predmet. CuSO4 sa vo vode disociuje na katióny medi Cu2+ a anióny SO42−. Ióny Cu2+ sú priťahované k zápornej elektróde, na ktorej postupne vytvárajú medený povlak. Ióny SO42− sú priťahované ku kladnej medenej elektróde, z ktorej vytrhávajú katióny medi Cu2+. Koncentrácia roztoku zostáva rovnaká, medená elektróda sa časom rozpustí.

Využitie elektrolýzy 
 Oddeľovanie častíc rôznych chemických látok (elektrolýza vody)
 Elektrometalurgia – výroba čistých kovov (hliník)
 Elektronické čistenie kovov – rafinácia (meď, zinok, nikel)
 Galvanické pokovovanie (chrómovanie, niklovanie, pozlacovanie) – pokrývanie predmetov vrstvou kovu
 Galvanoplastika – kovové odliatky predmetov, napríklad na výrobu odlievacích foriem
 Galvanické leptanie – kovová elektróda sa v niektorých miestach pokryje elektricky nevodivou vrstvou, nepokrytá časť sa prechodom prúdu elektrolyticky vyleptá
 Polarografia – určovanie chemického zloženia látky pomocou zmien elektrického prúdu prechádzajúceho roztokom skúmanej látky
 Akumulátory – nabíjanie chemického zdroja elektrického napätia prechodom elektrického prúdu (nabíjateľné batérie)

Pozri aj 

 Elektrina
 Faradayove zákony elektrolýzy
 Elektrochemický článok (galvanický článok)

Iné projekty 

Elektrochémia