Elektroliz Nedir? - 3 Ekim 2009
Bir elektrik akımı tarafından aşılan bir elektrolitin uğradığı ayrışmaya elektroliz denir. Elektroliz, bu akımın elektrolit içinde iletilmesiyle birlikte gelişir. Elektrolit, çoğunlukla erimiş olarak ya da bir tuz eriyiğinin sulu çözeltisi halindedir. Volta pilinin bulunmasıyla (1800) ve suyun elektrolizine uygulanmasıyla ilgili ilk deneyler, XIX. yy'ın başlarında gerçekleştirilmiştir.Elektroliz sözcüğünün, olayı özel olarak inceleyen Michael Faraday tarafından ortaya atıldığı sanılmaktadır.
Elektrolizin Uygulama Alanları
v Elektroliz, öncelikle, elektrolizle metalürjilerde, metallerin hazırlanmasında (çözünmez anot) ya da arıtılmasında (çözünür anot) kullanılır. Elektroliz, ayrıca, galvanoplastide, bir elektrolitik metal birikimiyle metal birikimiyle döküm kalıbına biçim vermede aşınmaya karşı korumada ve bir metal çökeltisiyle metallerin kaplanmasında (sözgelimi, nikel kaplama, çinko kaplama, kadmiyum kaplama, krom kaplama, gümüş ya da altın kaplama) baş vurulan bir yöntemdir. Arı hidrojen, özellikle, suyun elektroliziyle elde edilir. Öbür uygulamaları arasında, gaz üretimi (klor), metal üstünde koruyucu oksitli anot tabakalarının elde edilmesi (alüminyumun, alümin aracılığıyla anotlaştırılması işlemi) elektrolizle parlatma, metallerin katot ya da anot olarak yağlardan arındırılması sayılabilir. Elektroliz, akım şiddetlerinin, özellikle de voltametrelerdeki akım miktarlarının ölçülmesine de olanak verir. Sürekli akım yardımıyla, organik dokuların ayrıştırılmasına dayanan tedavi elektrolizi, cerrahide sinir uçlarının (nöronların), sertleşen urların, burun deliklerindeki poliplerin yok edilmesinde, sidik yolu (üretra) ya da yemek borusu daralmalarının tedavisinde vb. kullanılır.
BİR ELEKTROLİT İÇİNDEN AKIMIN GEÇİŞİ
v Elektrik akımının bir elektrolit içinden geçişi ilkin Arrhenius tarafından açıklanmıştır. Arrhenius'un klasik teorisi bugün bile ' ana fikirleri bakımından- yürürlüktedir. Buna göre, bir elektrolit(bir asit,bir baz veya bir tuz) eriyiğinde iyon adı verilen serbest elektrikli tanecikler bulunmaktadır.Elektrolitin çözüşmesinde meydana gelen iyonlar pozitif veya negatif olarak yüklü atomlar veya atom gruplardır. İyonların elektriksel bir alanda hareketleri ise akımın geçişini sağlar.
v İyonların çözünmesi : Bir elektrolit suda eritildiği zaman bir kısım iyonları çözüşerek serbest halde sıvıya geçerler.Bu çözüşmeye çok iletken daha kuvvetli elektrolitlerde hemen hemen tam, zayıf elektrolitler de ise az olur.Elektrolitlere örnek olarak, önce mutfak tuzunu ele alalım.Mutfak tuzu(NaCl) kristali, atomlardan değil, sodyum ve klor iyonlarından örülmüş bir ağ şeklindedir. Sodyum iyonları dış yörüngelerindeki tek elektronlarını bırakarak pozitif yüklü hale gelmiş Sodyum atomlarıdır. Klor iyonları ise birer fazla elektronları olan klor atomlarıdır. Bir iyonu özellikleri bakımında kendisine hiç benzemeyen atomlarından ayırmak için, atomu gösteren sembol üzerine kaydedilen elektronlar sayısı kadar (+) veya kazanılan elektron sayısı kadar (-) işareti konur. Böylece bir elektron kaybeden Sodyum atomu(Sodyum iyonu)nu ise Na+ sembolü ile, bir elektron kazanmış klor atomu(klor iyonu)nu ise Cl- sembolü ile gösteririz. Gümüş nitratı (AgNO3) nın sudaki eriyiğinde ise bir elektron kaybetmiş gümüş atomlarından ibaret gümüş iyonları(Ag+) ile bir elektron kazanmış NO3 kökünden ibaret nitart iyonları (NO3-) bulunmaktadır.
Bunlar gibi;
NaOH ın eriyiğinde Na+ ve OH- iyonları,
CuSO4 ın eriyiğinde Cu+2 ve SO4-2 iyonları ,
H2SO4 ın eriyiğinde H+, H+ ve SO4-2 iyonları,
...................................................bulunmaktadır.
v İyonların elektrotlara göçü : Bunun için, elektroliz kabına daldırılmış olan iki elektrotu bir üretecin kutuplarına bağlamak yeter. Bu iş yapılınca, Katota üretecin negatif kutbundan elektronlar gelir, Anottaki elektronların bir kısmı ise üretecin pozitif kutbuna çekilir ve böylece Anot pozitif, Katot ise negatif olarak yüklenmiş olur. Elektrotlar arasında oluşan elektrik alanının etkisiyle, pozitif iyonlar katota negatif iyonlar ise anota doğru göç ederler. Katota varan pozitif iyonlar, buradan kendilerini nötrleyecek kadar elektron alırlar. Anoda geçen negatif iyonlar ise elektronları anota vererek nötr hale geçerler. Belli bir zaman süresi içinde katottan alınan elektronların sayısı ile anota verilen elektronların sayısı aynıdır.
v İkincil tepkimeler : Elektrotlarda nötrleşen iyonlar, atom veya atom grupları haline geçerek, kimyasal özelliklerini kazanırlar. Sonra da ya açığa çıkarlar ya da elektrodlara, elektrolite veya elektrolitin eritenine etki ederler. Bunlara ikincil tepkimeler denir. Bunlar her elektroliz olayında elektrotların ve elektrolitin cinsine göre başka başka olurlar.
