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電気分解は、電流を使用して化学反応を引き起こすプロセスです。問題の化学反応は、通常、原子が電子を交換し、酸化状態を変化させる還元酸化反応です。このプロセスは、金属固体を生成するために使用でき、電気めっきやさまざまな金属の精製に役立ちます。
電気分解の基本設定
電解には、カソードとアノードと呼ばれる2つの反対に帯電した極が必要です。カソードは負に帯電しています。それは正イオンの還元のサイトです。陽極は正に帯電しています。それは負イオンの酸化のサイトです。電解槽では、これらの2つの極は外部電源に接続されます。回路は通常、電解質と呼ばれる塩溶液によって完成します。電気分解による金属の生産では、金属層がカソード上に形成されます。
反応の性質
還元酸化反応または酸化還元反応では、2つの異なる要素が電子を交換します。電気分解の過程で、正に帯電した金属イオンが中性電荷を持つように電子を獲得すると、固体または溶融金属が現れます。正の金属イオンが電解液に存在します。それらは、電流が装置に印加されると、カソード上に固体または溶融金属を形成する可能性があります。たとえば、アルミニウムの電解精製では、電解質からのアルミニウムイオンがカソードで還元され、非常に純粋なアルミニウムが形成されます。
電気の応用
金属の生産を行うには、電位を印加する必要があります。電気分解のプロセスでは、この電子の流れは通常、外部DC電流から発生します。電流が印加されると、電子は外部回路を移動し、陽イオンは電解質内を移動します。次に、カソードはこれらの電子とイオンで還元され、金属を形成します。
電気めっきの終点
電気めっきプロセスは、電解液中の正の金属イオンの量によって制限されます。これらのイオンがすべて使い果たされると、反応は継続できなくなります。したがって、これ以上金属は形成されません。より多くの金属を形成し続けるためには、電解液により多くの正の金属イオンを追加する必要があります。