Elektrolyse

Elektrolyse is een scheikundige methode waarbij met een elektrische stroom verbindingen en elementen worden gescheiden.

In 1832 ontdekte Michael Faraday dat in een zoutoplossing elementen scheiden als er een elektrische stroom doorgestuurd wordt en dat die scheiding afhankelijk is van de stroom. Later werd deze ontdekking bekend als de eerste elektrolysewet van Faraday.

Hierna ontdekte Faraday ook dat de massa van de gescheiden elementen recht evenredig was met de atoommassa van de betrokken elementen. Hierdoor werd het vermoeden van het bestaan van elektronen versterkt. Deze ontdekking werd bekend als de tweede elektrolysewet van Faraday.

Principe

Het te scheiden materiaal wordt opgelost of gesmolten, zodat de ionen vrij kunnen bewegen. In de oplossing worden twee elektroden gedompeld: de kathode en de anode. Tussen deze elektroden wordt een elektrische potentiaal aangebracht. Hierdoor zullen positief geladen deeltjes (kationen) naar de kathode bewegen en negatief geladen deeltjes (anionen) naar de anode. Aan de elektroden worden elektronen afgestaan of opgenomen, waarbij de ionen overgaan in de overeenkomstige ongeladen deeltjes. De energie die nodig is voor het scheiden, is afhankelijk van de concentratie van de oplossing en neemt toe naarmate de concentratie hoger wordt.

Bij de elektrolyse van water zal waterstofgas ontstaan aan de kathode en zuurstofgas aan de anode:

${\rm {2H_{2}O\longrightarrow 2H_{2}+O_{2}}}$

Samen vormt dit het explosieve knalgas

Toepassingen

In de industrie wordt elektrolyse op grote schaal toegepast om metalen te winnen uit mineralen en om de metalen te zuiveren. Ook de werking van brandstofcellen is op het principe van elektrolyse gebaseerd. Daarnaast is het galvaniseren van metalen objecten een toepassing van elektrolyse in de praktijk. Zout elektrolyse wordt inmiddels vaak gebruikt in zwembaden voor het aanmaken van chloor voor desinfectie.