elektrolyytti

Elektrolyytti on kemiallinen aine tai liuos, jossa sähkövirta saa aikaan kemiallisia muutoksia. Elektrolyys on prosessi, jossa sähköenergia muuttaa elektrolyytille annetun aineen oksidi- tai pelkistystilaa redoxreaktioilla. Prosessissa käytetään sähköjohtavaa liuosta tai sulatettua suolaa sekä kahta elektrodiä, joita yhdistää virtalähde.

Perusperiaatteet ja laitteisto: elektrodit sijaitsevat elektrolyyttiin upotettuna ja niiden välillä kulkee sähkövirta. Anodi on paikka, jossa hapettuminen tapahtuu, katodi puolestaan pelkistyy. Reaktiot riippuvat elektrolyytin koostumuksesta; vesielektrolyysissä vesi hajoaa hapeksi ja vetykaasuksi. Reaktiot voivat olla kalliimpia, kuten metallien pelkistys sulissa suolissa tai liuoksissa, joissa metalliatomit pelkistyvät elektroditaan.

Faradayn lait: elektrolyysin määrää määrää siirretty sähkömäärä. Konkreettisesti muodostuneiden kaasujen tai metallien moolimäärä on suoraan verrannollinen varaukselle ja kunkin ionin kaksinkertaiselle elektronien lukumäärälle. Nämä lait antavat kehyksen, jolla suunnitellaan ja mitataan elektrolyysiprosesseja.

Sovellukset: elektrolyysi on keskeinen metallien pelkistysprosessi (esimerkiksi alumiinin Hall-Héroult -prosessi ja rikin tai klorin valmistus kloraalijakaumissa), elektrolyyttinen pinnoitus (galvanointi), sekä veden elektrolyysi vedyn ja hapen tuottamiseksi. Elektrolyysiä käytetään myös elektroniikassa, kemianteollisuudessa ja jäteveden puhdistuksessa.

Historiallisesti elektrolyysi kehittyi 1800-luvulla kokeista ja Faradayn laeista; se on sittemmin tullut keskeiseksi tekniikaksi monissa teollisissa prosesseissa.