Electrolysis: Chemical Reactions and Applications

ElectrolysisReaction

• Electrolysis is a chemical reaction where an electric current is used to drive a non-spontaneous redox reaction
• It involves the decomposition of a substance using an electric current
• The reaction occurs at two electrodes: an anode (positive) and a cathode (negative)

ElectrolysisApplications

• Extraction of metals from ores (e.g., aluminum, copper)
• Production of hydrogen and oxygen from water
• Electroplating and electrochemical machining
• Wastewater treatment and purification
• Energy storage and conversion (e.g., batteries, fuel cells)

ElectrolysisMechanism

• At the anode:
  • Oxidation reaction occurs (loss of electrons)
  • Molecules or ions are converted into a more oxidized form
• At the cathode:
  • Reduction reaction occurs (gain of electrons)
  • Molecules or ions are converted into a more reduced form
• The electric current flows from the anode to the cathode through an external circuit

Основные реакции, происходящие на аноде и катоде

• At the anode:
  • Oxidation of water: 2H2O → O2 + 4H+ + 4e-
  • Oxidation of metal ions: M → Mn+ + ne-
• At the cathode:
  • Reduction of water: 2H2O + 2e- → H2 + 2OH-
  • Reduction of metal ions: Mn+ + ne- → M

Электролиз

• Электролиз - это химическая реакция, в которой используется电 ток для вызова несамопроизвольной окислительно-восстановительной реакции
• Он涉及 разложение вещества с использованием электрического тока
• Реакция происходит на двух электродах: аноде (положительном) и катоде (отрицательном)

Приложения электролиза

• Извлечение металлов из руд (например, алюминия, меди)
• Производство водорода и кислорода из воды
• Электрогальваника и электрохимическая обработка
• Очистка и traitement сточных вод
• Хранение и преобразование энергии (например, батареи, топливные элементы)

Механизм электролиза

• На аноде:
  • Происходит окислительная реакция (потеря электронов)
  • Молекулы или ионы преобразуются в более окисленную форму
• На катоде:
  • Происходит восстановительная реакция (получение электронов)
  • Молекулы или ионы преобразуются в более восстановленную форму
• Электрический ток течет от анода к катоду через внешний контур

Основные реакции, происходящие на аноде и катоде

• На аноде:
  • Окисление воды: 2H2O → O2 + 4H+ + 4e-
  • Окисление ионов металла: M → Mn+ + ne-
• На катоде:
  • Восстановление воды: 2H2O + 2e- → H2 + 2OH-
  • Восстановление ионов металла: Mn+ + ne- → M