Էլեկտրոլիզարարի գծապատկերը
**Էլեկտրոլիզը** ֆիզիկաքիմիական գործընթաց և էլեկտրական հոսանքով նյութի քայքայումն է։ Իոնները ստանում են ուղղորդված շարժում, երբ էլեկտրոլիտի լուծույթը կամ հալույթը տեղավորում են էլեկտրական դաշտում։ Դրական լիցքավորված իոնները՝ կատիոնները, շարժվում են դեպի բացասական էլեկտրոդը՝ **կաթոդը**, իսկ անիոնները՝ դեպի դրական լիցք կրող էլեկտրոդը՝ **անոդը**։

Որպես իներտ էլեկտրոդներ, սովորաբար օգտագործվում են գրաֆիտից, պլատինից և չժանգոտվող պողպատից պատրաստված թիթեղներ։ Կաթոդն ունի ավելցուկային էլեկտրոդներ, որոնք շարունակ մատակարարվում են հաստատուն հոսանքի աղբյուրից, իսկ անոդը, ընդհակառակը, ունի էլեկտրոնային մեծ պակասորդ (*դեֆիցիտ*)։

Էլեկտրոլիզն իրականացնում են էլեկտրոլիզարար կոչվող տաշտակում, որը պարունակում է էլեկտրոլիտի լուծույթ կամ հալույթ, և որի մեջ տեղադրվում են հաստատուն հոսանքի աղբյուրին միացված էլեկտրոդներ։

Էլեկտրոլիզի համար չի պահանջվում հոսանքի մեծ լարում, բավարար է միայն մի քանի վոլտը, սակայն անհրաժեշտ է հոսանքի մեծ ուժ (ամպեր), քանի որ էլեկտրոլիզին մասնակցում են վիթխարի թվով էլեկտրոններ։ Էլեկտրոլիզն ունի մեծ կիրառություն մետաղարտադրությունում և քիմիական արդյունաբերության զանազան ճյուղերում։

Ֆարադեյի առաջին օրենք
---------------------

Ֆարադեյի I օրենքը հետևյալն է, անջատված նյութերի m զանգվածները համեմատական են էլեկտրոլիտով անցած q էլեկտրականության քանակին, 

{\displaystyle m=k\cdot q=k\cdot I\cdot t}
որտեղ k-ն տվյալ նյութի էլեկտրաքիմիական համարժեքն է։

### Հետևություն Ֆարադեյի օրենքներից

{\displaystyle m=m\_{i}N\_{i}\,\!} (1)

{\displaystyle m\_{i}={\frac {\mu }{N\_{A}}}} (2)
{\displaystyle N\_{i}={\frac {\Delta q}{q\_{i}}}} (3)
{\displaystyle \Delta q=I\Delta t\,\!} (4)
{\displaystyle q\_{i}=ez\,\!}, որտեղ *z* - նյութերի ատոմի (իոնի) վալենտականությունն է, *e* - լիցքավորված էլեկտրոնն է (5)
(2)-(5) բանաձևերը տեղադրելով (1) բանաձևի մեջ, կստացվի

{\displaystyle m={\frac {\mu }{zeN\_{A}}}I\Delta t}
{\displaystyle m={\frac {\mu }{zF}}I\Delta t}
որտեղ {\displaystyle ~F=eN\_{A}} - Ֆարադեյի հաստատուն է։

{\displaystyle k={\frac {\mu }{Fz}}}
{\displaystyle m=kI\Delta t\,\!}

Օրինակներ
---------

էլեկտրոլիզի ապարատի, որն օգտագործվում է դպրոցական լաբորատորիաներում
### NaCl-ի հալույթի էլեկտրոլիզ

Հալույթում աղը լրիվ տրոհվում, դիսոցվում է իոնների, այս անգամ՝ արդեն առանց ջրի մոլեկուլների մասնակցության։

Կերակրի աղը իոնական միացություն է, հալույթում ևս դիսոցված է իոնների։ Էլեկտրոլիզի ջերմաստիճանը մոտ 800 °C է. 

{\displaystyle ~\mathrm {2Nacl{\xrightarrow {electroliz^{\circ }}}\ Na^{+}+Cl^{-}} }
Նատրիումի կատիոնը, որ զրկված է էլեկտրոնից, մոտենալով կաթոդին, վերցնում է այնտեղից էլեկտրոն և վերածվում ատոմային նատրիումի։
Նատրիումի կատիոնը վերականգնվում է՝ օքսիդացման աստիճանն փոքրանում է, և կաթոդի մոտ կուտակվում է մետաղական նատրիում

**K"Կաթոդ"(-)** : {\displaystyle ~\mathrm {Na^{+}1e=Na^{0}} }
Կաթոդի վրա միշտ կատարվում է վերականգնման գործընթաց։ Քլորիդ իոնը, ընդհակառակը, ունի էլեկտրոնի ավելցուկ, և անոդին մոտենալիս վերջինս խլում է այդ էլեկտրոնն, ու տեղի է ունենում քլորիդ իոնի օքսիդացում։ Երկու ատոմ, միանալով իրար, առաջացնում են քլորի մոլեկուլ։ Անոդի մոտ անջատվում է քլոր գազը։

**A"Անոդ"(+)** :{\displaystyle ~\mathrm {Cl^{-}1e=Cl^{0}} }, {\displaystyle ~\mathrm {Cl^{0}+Cl^{0}=Cl\_{2}} }
Անոդի վրա միշտ կատարվում է օքսիդացման գործընթաց։

Կերակրի աղի հալույթի էլեկտրոլիզի ընդհանուր հավասարումն ունի այսպիսի տեսք.

{\displaystyle ~\mathrm {2Nacl{\xrightarrow {electroliz^{\circ }}}\ 2Na+Cl\_{2}} }
Էլեկտրոլիտների, մասնավորապես աղերի ջրային լուծույթների էլեկտրոլիզը մի փոքր ավելի բարդ է, քանի որ էլեկտրոդային գործընթացներին կարող են մասնակից դառնալ ջրից գոյացած H+ և OH– իոնները կամ հենց ջրի մոլեկուլները։ Այս դեպքերում անհրաժեշտ է հաշվի առնել կաթոդային և անոդային գործընթացների օրինաչափությունները, որոնք կախված են լուծույթում առկա կատիոնների և անիոնների բնույթից։

### Կաթոդային օրինաչափություններ

* Եթե աղի մետաղի տեղը էլեկտրաքիմիական շարքում գտնվում է լիթիումից մինչև ալյումինը (ներառյալ), օրինակ՝ K, Na, Ca, ապա կաթոդի մոտ վերականգնվում է ոչ թե մետաղի կատիոնը, այլ ջուրը։
* Եթե աղի մետաղը ալյումինից հետո է՝ մինչև ջրածինը, օրինակ՝ Zn, Ni, Fe, ապա կաթոդի մոտ վերականգնվում է և՛ ջուրը, և՛ մետաղի կատիոնը։
* Եթե աղի մետաղը ջրածնից հետո է, օրինակ՝ Cu, Ag, ապա վերականգնվում է միայն մետաղը, իսկ ջրի հետ փոփոխություն տեղի չի ունենում։

### Անոդային գործընթացներ

* Եթե աղի անիոնը անթթվածին թթվից է, օրինակ՝ Cl–, Br–, Ι–, S2–, ապա անոդի մոտ օքսիդանում է անիոնը, իսկ ջուրը մնում է անփոփոխ։
* Եթե անիոնը թթվածնավոր թթվից է, օրինակ՝ SO2−4, NO−3, CO2−3, PO3−4,

ապա օքսիդանում է միայն ջուրը, իսկ անիոնը մնում է անփոփոխ։

NaCl–ի ջրային լուծույթի էլեկտրոլիզ
----------------------------------

Ջրային լուծույթում, նատրիումի և քլորի իոններից բացի, կան նաև ջրի մոլեկուլներ.

{\displaystyle ~\mathrm {2Nacl{\xrightarrow {electroliz^{\circ }}}\ Na^{+}+Cl^{-}} }
Չնայած նատրիումի իոնները ձգվում և հավաքվում են կաթոդի մոտ, սակայն կաթոդից էլեկտրոն վերցնում են միայն ջրի մոլեկուլները։ Այսինքն՝ վերականգնվում է ջուրը՝ H2O։ Նկատի ունենալով ջրի մեջ ջրածնի (+1) և թթվածնի (–2) օքսիդացման աստիճանները՝ կարելի է եզրակացնել, որ վերականգնվելու հնարավորություն ունի միայն ջրածինը։ Օքսիդացման աստիճանը կարող է նվազել մինչև զրո (0)։ Ընդ որում՝ փոփոխությունը կատարվում է ջրածնի միայն մեկ ատոմի հետ (HOH), իսկ լուծույթում աստիճանաբար ավելանում են հիդրօքսիդ՝ OH–, իոնները.

**K"Կաթոդ"(-)** : {\displaystyle ~\mathrm {2H^{+}1\_{2}+2e\longrightarrow H\_{2}^{-}+2OH^{-}} }
Այս գործընթացը անվանում են «ջրի կաթոդային վերականգնում».

{\displaystyle ~\mathrm {2H\_{2}O+2e=H\_{2}+2OH^{-}} }
Անոդի վրա օքսիդանում են քլորիդ իոնները, իսկ ջրի մոլեկուլների հետ փոփոխություն տեղի չի ունենում։

**A"Անոդ"(+)** ::{\displaystyle ~\mathrm {2Cl^{-}-2e=Cl\_{2}^{0}} }
Կերակրի աղի ջրային լուծույթի էլեկտրոլիզի դեպքում ծախսվում է և՛ աղը, և՛ ջուրը։ Անջատվում են ջրածին և քլոր գազերը, իսկ լուծույթը հարստանում է Na+ և OH– իոններով, այսինքն՝ նատրիումի հիդրօքսիդով։ Գումարային հավասարումն ունի հետևյալ տեսքը.

{\displaystyle ~\mathrm {2Nacl+2H\_{2}O{\xrightarrow {electroliz^{\circ }}}\mathbb {H} \_{2}+Cl\_{2}+2NaOH} }
Այս ճանապարհով արդյունաբերության մեջ ստանում են ալկալիներ՝ NaOH, KOH, քլոր։

Նշանակություն
-------------

Հայաստանում գոյություն ունի պղնձի արտադրություն, որում օգտագործվում են հրամետալուրգիան և էլեկտրոլիզը։

Աղերի հալույթների և ջրային լուծույթների էլեկտրոլիզը լայնորեն օգտագործվում է ամենատարբեր նյութեր՝ մետաղներ, ալկալիներ, թթուներ, 
ջրածին, թթվածին, քլոր ստանալու, ինչպես նաև զանազան իրեր և առարկաներ պղնձապատելու, արծաթապատելու, ոսկեզօծելու համար։

Օրինակ՝ թեյնիկները, մարդատար ավտոմեքենաների որոշ մետաղյա մասերը նիկելապատելու համար դրանք մտցնում են նիկելի աղի լուծույթ պարունակող էլեկտրոլիզային տաշտակի մեջ, միացնում են կաթոդին և կատարում էլեկտրոլիզ։ Վերականգնվող մետաղական նիկելը բարակ շերտով նստում է որպես կաթոդ ծառայող այդ իրերի վրա։ Նիկելապատված մետաղյա իրերը ոչ միայն գեղեցիկ տեսք ունեն, այլև ավելի կայուն են զանազան ֆիզիկական և քիմիական ազդակների նկատմամբ։

Ծանոթագրություններ
------------------

1. ↑  Обратное обозначение знака катода и анода встречается в литературе при описании гальванических элементов

Գրականություն
-------------

* Handbuch der experimentellen Chemie Sekundarbereich II, Band 6։ Elektrochemie, Aulis Verlag Deubner GmbH & Co. KG
* Ullmann Encyklopädie der technischen Chemie 3. Auflage, Band 6, S. 253–304; 4. Auflage, Band 3, S. 262–298, 5. Auflage, Band A9, S. 220 ff..
* Gerd Wedler, Lehrbuch der Physikalischen Chemie, Verlag Chemie 1982, ISBN 3-527-25880-9, S. 172–212, S. 405–445, S. 821–836
* Udo R. Kunze, Grundlagen der quantitativen Analyse, Georg Thieme Verlag, Oktober 1980, S. 169–171.
* Carl H. Hamann, Wolf Vielstich։ *Elektrochemie*, 4. Auflage, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim 2005, ISBN 3-527-31068-1 .
* B. Speiser։ *Elektroanalytische Methoden I: Elektrodenreaktionen und Chronoamperometrie*, in։ *Chemie in unserer Zeit* **1981**, *15*, 21–26; doi:10.1002/ciuz.19810150105.
* W.-D. Luz, E. Zirngiebel։ *Die Zukunft der Elektrochemie, Einige Betrachtungen aus der Sicht der Chemie*, in։ *Chemie in unserer Zeit*, **1989**, *23*, 151–160; doi:10.1002/ciuz.19890230503.

Արտաքին հղումներ
----------------

* Էլեկտրոլիզի ժամանակ առաջացող գործընթացներ
* «Էլեկտրոլիզ» Հոդված (Քիմիական հանրագիտարան)
* Էլեկտրոդիալիզ
* Էլեկտրոֆլոտացիա Արխիվացված 2015-02-15 Wayback Machine

|  |
| --- |
| *Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից  (հ․ 4, էջ 29)։*  |