Elektrolyysi

Elektrolyysi (kreikk. ēlektron 'sähkö' + lysis 'hajottaminen') on sähkövirran avulla aikaan saatu eräiden aineiden, elektrolyyttien kemiallinen hajoaminen. Se on luonteeltaan pakotettu hapetus-pelkistysreaktio.

Elektrolyytit ovat aineita, jotka sulaessaan tai liuetessaan hajoavat kokonaan tai osittain positiivisiksi ja negatiivisiksi ioneiksi. Sellaisia ovat varsinkin hapot, metallihydroksidit ja suolat. Jos tällaisen aineen liuoksen tai sulatteen läpi johdetaan sähkövirta, sähköinen vetovoima saa ionit liikkumaan varatuille sauvoille, jolloin positiiviset ionit eli kationit kulkeutuvat katodiin, jossa ne pelkistyvät. Negatiiviset ionit, eli anionit kulkeutuvat anodiin, jossa ne hapettuvat. Positiivista napaa kutsutaan anodiksi ja negatiivista napaa katodiksi. Tämän muistaa helposti PANK-muistisäännöstä: Positiivinen anodi negatiivinen katodi.

Elektrolyysi on kemiallisesti monimutkainen ilmiö. Elektrolyysillä voidaan useat alkuaineet eristää yhdisteistään erittäin puhtaina, ja sillä voidaan päällystää halvoista metalleista valmistettuja esineitä toisilla metalleilla. Esimerkiksi alumiinin samoin kuin alkali- ja maa-alkalimetallien sekä puhtaan elektro­lyyttisen kuparin tuotanto perustuu elektrolyysiin.^[1]

Metallin päällystämisestä suojaavalla ja hitaammin hapettuvalla metallilla, sinkillä, käytetään nimitystä galvanointi. Esimerkiksi teräs voidaan päällystää sinkkikerroksella.

Elektrolyysin havaitsivat ensimmäisinä William Nicholson ja Anthony Carlisle, jotka vuonna 1800 saivat sähkövirran avulla veden hajoamaan alkuaineikseen eli vedyksi ja hapeksi.^[2] Muutamaa vuotta myöhemmin Humphry Davy onnistui eristämään elektrolyysin avulla useita alkuaineita kuten natriumin, kaliumin ja kalsiumin, jotka siihen saakka oli tunnettu vain yhdisteinään.^[3] Ilmiötä tutki tarkemmin muun muassa Michael Faraday, joka esitti keskeisimmät sitä koskevat lait.^[4] Vuonna 1881 Svante Arrhenius osoitti, että elektrolyytit ovat liuoksissaan ja sulassa tilassa jakautuneena ioneiksi ja että elektrolyysi aiheutuu ionien liikkeestä sähkökentässä^[5], ionivirrasta.

1. ↑ Otavan iso Fokus, 1. osa (A–El), s. 604, art. Elektrolyysi. Otava, 1973. ISBN 951-1-00273-2.
2. ↑ Hudson, John: Suurin tiede – kemian historia, s. 144–145. Suomentanut Kimmo Pietiläinen. Art House, 2002. ISBN 951-884-346-5.
3. ↑ Hudson, s. 149–150.
4. ↑ Hudson, s. 157–158.
5. ↑ Hudson, s. 324–327.