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

Fyzikálny portál Chemický portál

• Elektrina
• Faradayove zákony elektrolýzy
• Elektrochemický článok (galvanický článok)

Iné projekty

• Commons ponúka multimediálne súbory na tému Elektrolýza