Az elektrolízis





Az atomok oszthatatlanságának elve a kezdeti kémiai tapasztalatok alapján fogalmazódott meg, de érdekes módon éppen a kémia adta az első érvet ahhoz a meglátáshoz, hogy az atom valamilyen összetett dolog, továbbá az atomok kapcsolódása és az elektromosság között szoros összefüggés van.

Elektrolitoknak nevezzük savak, lúgok, sók oldatait vagy olvadékait, mivel ezek vezetik az áramot, ellentétben például a tiszta vízzel.

Helyezzünk elektrolitba két elektródát és kapcsoljunk rá áramforrást. A körben mérhető áramerősség és az idő ismeretében megkapjuk az elszállított töltés nagyságát. Az áram az ionok vándorlásának következménye: az ellentétes előjelű töltéssel rendelkező ionok különböző elektródákhoz vándorolnak, semlegesítődnek, s ott általában gáz vagy szilárd alakban kiválnak.

A kinyert anyagok mennyisége, és így az ionok darabszáma kémiai mérésekkel határozható meg. Egy ion töltését megkaphatjuk tehát, ha az áramkör által szállított töltés nagyságát elosztjuk a kinyert ionok számával. A tapasztalat szerint az így kapott töltés mindig egy bizonyos érték egész számú többszöröse:
ahol qion egy ion töltése, Q a szállított össztöltés, amelyet I áram t idő alatt szállít, és Nion az ionok darabszáma.
Ugyanerre az eredményre vezettek Faraday elektrolízissel kapcsolatos tapasztalati törvényei is.
I áramerősség mellett, t idő alatt az elektródákon levált anyag tömege
ahol k az elektrokémiai egyenérték, amely az egységnyi töltés által kiválasztott anyag tömegét jelenti, vagyis az elektrokémiai egyenérték az anyagi minőségtől függő állandó.

Egy molnyi anyag kiválasztásához annyiszor 96500 C töltés szükséges, amennyi az illető anyag vegyértéke.

A két törvény és az Avogadro-szám ismeretében az egy vegyértékű anyag egy ionjára jutó töltés:

Úgy tűnik tehát, hogy létezik egy legkisebb töltés, amelynek a kémiai folyamatokban fontos szerepe van.