Wat is een elektrolytisch proces?
Het elektrolytische proces wordt typisch gebruikt om stoffen zoals metalen te verfijnen of om materialen uit een oplossing te extraheren. Er zijn drie hoofdcomponenten die nodig zijn voor elk elektrolytisch proces, namelijk elektriciteit, een stof die vrije ionen bevat en twee objecten die als elektroden fungeren. De aanwezigheid van een elektrische stroom die door de elektrolyt stroomt, kan een chemische reactie veroorzaken die anders niet spontaan zou optreden. Bij het raffineren van metalen worden atomen van een onzuivere stof overgebracht naar een zuivere kathode vanwege de stroom van elektriciteit. Het elektrolytische proces kan ook worden gebruikt om stoffen te extraheren, zoals waterstof uit water raffineren.
Om elektrolyse te gebruiken om metaal te verfijnen, zullen beide elektroden typisch van dat materiaal worden gemaakt. Een onzuiver erts of legering kan worden gebruikt voor de anode en de kathode is gemaakt van de zuivere vorm. De elektrolyt zal ook hetzelfde metaal bevatten in de vorm van vrije ionen die in oplossing worden gehouden. Wanneer een elektrische stroom op de elektroden wordt aangelegd, kan deze tussen hen door de elektrolyt stromen. Dit zal ertoe leiden dat ionen uit de oplossing zich hechten aan de overeenkomstige elektrode, afhankelijk van of ze positief of negatief geladen zijn, wat resulteert in zuivere metaalatomen die zich op de kathode verzamelen.
Het elektrolytische proces kan ook worden gebruikt om een metaal met een ander te plateren of voor decoratief etsen. Deze toepassingen van het proces lijken sterk op de raffinagemethode, hoewel het coaten van het ene metaal met een ander wordt aangeduid als galvaniseren. Het gebruik van het elektrolytische proces voor etsen maakt typisch gebruik van acryl en andere substanties om het metaal te coaten, en wordt soms aangeduid als electroetching.
Gassen, zoals waterstof, kunnen ook worden geraffineerd met behulp van het elektrolytische proces. Water is chemisch samengesteld uit waterstof en zuurstof, en een elektrische stroom kan worden gebruikt om het in deze componenten te splitsen. De anode en kathode zijn elk gemaakt van dezelfde substantie, typisch roestvrij staal of een ander inert metaal.
Wanneer stroom wordt aangelegd op elektroden die in water zijn ondergedompeld, zal deze de neiging hebben om in de buurt van de anode en zuurstof bij de kathode in zuurstof te vervallen. Door verzamelvaten op de juiste elektrode te plaatsen, kan zuivere zuurstof of waterstof worden verzameld. Omdat zuiver water de neiging heeft een beperkte hoeveelheid zelfionisatie te ondergaan, kan de aanwezigheid van vrije ionen laag zijn en heeft het proces de neiging langzaam te verlopen. Hierdoor wordt waterstof niet vaak met het elektrolytische proces op industriële schaal verzameld.