Elektrolyse
Elektrolyse is een chemische reactie waarbij onder invloed van een elektrische stroom samengestelde stoffen worden ontleed tot enkelvoudige stoffen en/of andere samengestelde stoffen.
| Beluister | (info) |
In 1832 ontdekte Michael Faraday dat in een zoutoplossing stoffen ontleed worden als er een elektrische stroom doorheen gestuurd wordt en dat die ontleding afhankelijk is van de stroom. Later werd deze ontdekking bekend als de eerste elektrolysewet van Faraday.
Hierna ontdekte Faraday ook dat de massa van de gevormde elementen recht evenredig was met de atoommassa van de betrokken elementen. Hierdoor werd het vermoeden van het bestaan van elektronen versterkt. Deze ontdekking werd bekend als de tweede elektrolysewet van Faraday.
Principe
Het te ontleden materiaal wordt, indien het nog niet vloeibaar was, opgelost of gesmolten zodat de ionen vrij kunnen bewegen. In de vloeistof worden twee elektroden gedompeld: de kathode en de anode. Tussen deze elektroden wordt een elektrische spanning aangebracht. Hierdoor zullen positief geladen deeltjes (kationen) naar de kathode bewegen en negatief geladen deeltjes (anionen) naar de anode. Aan de kathode vindt een reductiereactie plaats. Hierbij staat de kathode elektronen af aan stoffen in de oplossing. Aan de anode vindt een oxidatiereactie plaats, waarbij de elektrode elektronen opneemt van stoffen in de oplossing. De energie die nodig is voor het scheiden, is afhankelijk van de concentratie van de oplossing en neemt toe naarmate de concentratie hoger wordt.
Bij de elektrolyse van water wordt, wegens het slechte geleidingsvermogen van zuiver water, een lage concentratie van een (bij elektrolyse) inert elektrolyt (zoals natriumsulfaat of zwavelzuur) toegevoegd. Er zal waterstofgas ontstaan aan de kathode en zuurstofgas aan de anode:
Doordat het ene gas aan de kathode en het andere aan de anode ontstaat, kunnen de gassen gemakkelijk apart worden opgevangen. Worden ze vermengd dan ontstaat het explosieve knalgas. Bij de verbranding hiervan ontstaat weer water volgens de reactie:
Toepassingen
In de industrie wordt elektrolyse op grote schaal toegepast om metalen te winnen uit mineralen en om de metalen te zuiveren. Ook de werking van brandstofcellen is op het principe van elektrolyse gebaseerd. Daarnaast is het galvaniseren van metalen objecten een toepassing van elektrolyse in de praktijk. Zout elektrolyse wordt inmiddels vaak gebruikt in zwembaden voor het aanmaken van natriumhypochloriet ("chloor") voor desinfectie. Kalium- en natriumchloraat kunnen worden bereid door elektrolyse, omdat de aan de elektroden gevormde stoffen (dichloor, hydroxide-ionen en hydroniumionen) in de oplossing verder reageren tot chloraationen (en bij langer doorgaan perchloraat).
Een solid oxide electrolyser cell (SOEC) is een solid oxide fuel cell in regeneratieve modus voor de elektrolyse van water met een vast oxide of keramiek elektrolyt voor de productie van waterstofgas.[1]
Hoge-drukelektrolyse is de elektrolyse van water door de ontleding van water (H2O) in zuurstofgas (O2) en waterstofgas (H2) onder druk.
Zie ook
| Bronnen, noten en/of referenties |
 |
Mediabestanden die bij dit onderwerp horen, zijn te vinden op de pagina Electrolysis op Wikimedia Commons. |
| Elektrochemie | ||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|