Co to jest elektroliza kwasu siarkowego?
Elektroliza kwasu siarkowego jest procesem, który powoduje gromadzenie różnych składników mieszaniny kwasu siarkowego na dwóch elektrodach. Dzieje się tak, ponieważ roztwór kwasu siarkowego zawiera naładowane cząstki zwane jonami. Cząstki te gromadzą się na elektrodzie z ładunkiem przeciwnym do elektrolizy. Wodór gromadzi się na katodzie lub ujemnie naładowanej elektrodzie. Tlen gaz gromadzi się na anodzie lub dodatnio naładowanej elektrodzie.
Zrozumienie elektrolizy kwasu siarkowego wymaga znajomości jonów. Jony to cząstki o dodatnim lub ujemnym ładunku elektromagnetycznym. Dzieje się tak, ponieważ pierwotny element utracił lub zyskał elektron, co powoduje nierównowagę między liczbą elektronów i protonów. Elektrony to cząstki naładowane ujemnie, a protony to cząstki naładowane dodatnio. Normalne atomy mają taką samą liczbę elektronów i protonów, a zatem nie mają ładunku. Jony powstają tak, że pierwiastek może wiązać się z innymi pierwiastkami w wiązaniu jonowym.
Elektroliza to proces rozdzielania związków przez rozdzielanie jonów dodatnich od ujemnych. Dzieje się tak w wyniku elektromagnetyzmu, który jest siłą, która powoduje przyciąganie ładunków ujemnych do dodatnich i odwrotnie. Elektroliza kwasu siarkowego wykorzystuje to prawo fizyki do rozpadu związków jonowych. Naukowcy wstawiają dwie elektrody do roztworu chemicznego i przesyłają przez nie prąd elektryczny. Powoduje to, że jony dodatnie przemieszczają się na katodę i zyskują elektrony, a jony ujemne przesuwają się na anodę i tracą elektrony.
Podczas elektrolizy kwasu siarkowego ujemnie naładowane jony wodorotlenkowe (OH-) są wciągane do anody. Jony wodorotlenkowe zawierają więcej elektronów niż protony i dlatego są naładowane ujemnie. Następnie tracą elektrony i są przekształcane w gazowy tlen i wodę. Utracone elektrony powodują rozpad wiązania jonowego między wodorem i tlenem, co oznacza, że pozostały wodór i tlen mogą tworzyć wodę. W reakcji elektrolizy czterech jonów wodorotlenkowych cztery atomy wodoru łączą się z dwoma atomami tlenu, tworząc wodę i pozostawiają dwie cząsteczki tlenu (O2) swobodnie ulatniające się jako gaz.
Wodór (H 2 ) powstaje na katodzie podczas elektrolizy kwasu siarkowego. Dzieje się tak, ponieważ dodatnio naładowane jony wodoru (H +) są przyciągane do ujemnie naładowanej katody. Elektrony przepływające przez elektrodę dodaje się do wodoru, aby przekształcić go z powrotem w gazowy wodór. Ładunki ujemne z elektronów równoważą jony wodoru i przekształcają je z powrotem w formę gazową.