Vad är elektrolysen av svavelsyra?

Elektrolysen av svavelsyra är processen som gör att olika komponenter i en svavelsyrablandning samlas upp vid två elektroder. Detta inträffar eftersom svavelsyralösningen innehåller laddade partiklar som kallas joner. Dessa partiklar samlas vid elektroden med motsatt laddning i elektrolys. Vätgas samlas upp vid katoden eller den negativt laddade elektroden. Syregas samlas vid anoden eller den positivt laddade elektroden.

Förståelse av elektrolysen av svavelsyra kräver kunskap om joner. Joner är partiklar som har antingen en positiv eller negativ elektromagnetisk laddning. Detta inträffar på grund av att det ursprungliga elementet har tappat eller fått en elektron, vilket resulterar i en obalans mellan antalet elektron och protoner. Elektroner är negativt laddade partiklar och protoner är positivt laddade partiklar. Normala atomer har lika många elektroner och protoner och har därför ingen laddning. Joner bildas så att elementet kan binda med andra element i jonbindning.

Elektrolys är processen att dela upp föreningar genom att dela upp de positiva jonerna från de negativa. Detta inträffar som ett resultat av elektromagnetism, som är den kraft som får negativa laddningar att lockas till positiva, och vice versa. Elektrolysen av svavelsyra använder denna fysiklag för att bryta upp joniska föreningar. Forskare sätter in två elektroder i en kemisk lösning och skickar en elektrisk ström genom dem. Detta får de positiva jonerna att flytta till katoden och få elektroner och de negativa jonerna att flytta till anoden och förlora elektroner.

Under elektrolysen av svavelsyra dras de negativt laddade hydroxidjonerna till anoden. Hydroxidjoner har fler elektroner än protoner och är därför negativt laddade. De tappar sedan elektroner och omvandlas till syrgas och vatten. De förlorade elektronerna får den joniska bindningen mellan väte och syre att brytas ned, vilket innebär att det återstående väte och syre kan bilda vatten. I en elektrolysreaktion av fyra hydroxidjoner binder de fyra väteatomerna med två syrgas och bildar vatten och lämnar två molekyler med syre (O2) fria att fly ut som gas.

Vätgas (H2) skapas vid katoden vid elektrolys av svavelsyra. Detta inträffar eftersom de positivt laddade vätejonerna (H +) dras till den negativt laddade katoden. Elektronerna som strömmar genom elektroden läggs till väte för att omvandla den tillbaka till vätgas. De negativa laddningarna från elektronerna balanserar vätejonerna och omvandlar dem tillbaka till sin gasform.