Co je elektrolytická katoda?
Elektrolytická katoda je uzel, ve kterém se shromažďují kationty, kladně nabité ionty rozkladu elektrolýzy. Elektrolýza znamená proces průchodu stejného elektrického proudu chemickým roztokem, který se skládá z kladných a záporných iontů. Provádí se umístěním dvou elektrod, z nichž každá je vodičem elektřiny připojeným k vnějšímu zdroji energie, do chemického roztoku, aby se dosáhlo požadovaného výsledku - separace roztoku na jeho základní ionty. Elektrody jsou katoda a anoda, anoda je uzel, ve kterém se shromažďují anionty, záporně nabité ionty.
Elektrolytická katoda je obvykle vyrobena z křemíku, grafitu nebo kovu, jako je měď, ocel nebo fosforečnan lithno-železnatý. Účelem katody je rozdávat elektrony, což způsobuje, že má celkový záporný náboj, který přitahuje všechny kationty obsažené v roztoku. Proces, kterým tyto kationty migrují na elektrolytickou katodu, se nazývá redukce. Spolu s oxidací, procesem, kterým aniony migrují do anody, umožňuje redukce nastávat rozklad roztoku.
Elektrolýza a rozšířením představa katody elektrolýzy byla poprvé propagována Williamem Nicholsonem a Anthony Carlislem v roce 1800. Nicholson a Carlisle si přáli replikovat dřívější experiment italského vědce Alessandra Volty, který objevil, že proud lze vyrobit pomocí dva kovy spojené s jakýmkoli dirigentem - například svalová tkáň nebo solanka. Po Voltově zjištění Nicholson a Carlisle nastavili svůj experiment podobným způsobem pomocí kovových desek, dirigenta a elektroskopu k měření změn elektrického náboje.
Bylo obtížné navázat a udržovat kontakt mezi deskami a elektroskopem, takže Nicholson a Carlisle používali vodu jako pojivo. Při provádění experimentu byli šokováni, když zjistili, že se voda rozkládá na pozitivní vodíkové ionty, které se jevily jako plynný vodík a záporné kyslíkové ionty, což se ukázalo jako plynný kyslík. Dva britští vědci neúmyslně právě objevili chemický proces elektrolýzy a označili význam elektrolytické katody.
Pro elektrolytickou katodu existuje mnoho komerčních a průmyslových využití. Tato použití zahrnují dobíjení dobíjecích baterií; produkce velkého množství plynného vodíku, roztoku chloru a hydroxidu sodného elektrolýzou slané vody; a galvanické pokovování různých materiálů, aby byly silnější a spolehlivější. Bez této důležité elektrody by neexistovalo mnoho chemických procesů, na nichž závisí moderní průmysl.