O que é um cátodo de eletrólise?
Um cátodo de eletrólise é o nó no qual os cátions, os íons carregados positivamente de uma decomposição de eletrólise, se reúnem. Eletrólise refere-se ao processo de passar uma corrente elétrica direta através de uma solução química que consiste em íons positivos e negativos. Isso é realizado colocando dois eletrodos, cada um condutor de eletricidade conectado a uma fonte de energia externa, em uma solução química, a fim de produzir o resultado desejado - uma separação da solução em seus íons básicos. Os eletrodos são o cátodo e o ânodo, sendo o ânodo o nó no qual os ânions, íons carregados negativamente, se juntam.
O cátodo de eletrólise é geralmente feito de silício, grafite ou um metal como cobre, aço ou fosfato de ferro e lítio. O objetivo do cátodo é liberar elétrons, causando uma carga negativa geral que atrai todos os cátions contidos na solução. O processo pelo qual esses cátions migram para o cátodo de eletrólise é conhecido como redução. Juntamente com a oxidação, o processo pelo qual os ânions migram para o ânodo, a redução permite a decomposição de uma solução.
A eletrólise e, por extensão, a noção de cátodo de eletrólise, foram pioneiras por William Nicholson e Anthony Carlisle em 1800. Nicholson e Carlisle desejavam replicar um experimento anterior de Alessandro Volta, um cientista italiano que descobriu que uma corrente pode ser produzida usando dois metais ligados a qualquer condutor - tecido muscular ou salmoura, por exemplo. Após as descobertas de Volta, Nicholson e Carlisle montaram seu experimento de maneira semelhante, usando placas de metal, um condutor e um eletroscópio para medir mudanças na carga elétrica.
Como era difícil estabelecer e manter contato entre as placas e o eletroscópio, Nicholson e Carlisle usaram a água como agente de ligação. Ao conduzirem o experimento, ficaram chocados ao descobrir que a água estava se decompondo em íons positivos de hidrogênio que apareciam como gás hidrogênio e íons negativos de oxigênio, que provaram ser gás oxigênio. Inadvertidamente, os dois cientistas britânicos haviam acabado de descobrir o processo químico de eletrólise e denotavam a importância do cátodo de eletrólise.
Existem muitos usos comerciais e industriais para um cátodo de eletrólise. Esses usos incluem recarregar baterias recarregáveis; produção de grandes quantidades de hidrogênio gasoso, solução de cloro e hidróxido de sódio através da eletrólise em água salgada; e galvanizando vários materiais para torná-los mais fortes e mais confiáveis. Sem esse eletrodo importante, muitos processos químicos dos quais dependem as indústrias modernas não existiriam.