Vad är elektrolysen av svavelsyra?

Elektrolysen av svavelsyra är den process som gör att olika komponenter i en svavelsyrablandning samlas vid två elektroder. Detta beror på att svavelsyralösningen innehåller laddade partiklar som kallas joner. Dessa partiklar samlas vid elektroden med motsatt laddning vid elektrolys. Vätgas samlas vid katoden, eller den negativt laddade elektroden. Syrgas samlas vid anoden, eller den positivt laddade elektroden.

För att förstå elektrolysen av svavelsyra krävs kunskap om joner. Joner är partiklar som har antingen en positiv eller negativ elektromagnetisk laddning. Detta beror på att det ursprungliga elementet har förlorat eller fått en elektron, vilket resulterar i en obalans mellan antalet elektroner och protoner. Elektroner är negativt laddade partiklar och protoner är positivt laddade partiklar. Normala atomer har lika många elektroner och protoner och har därför ingen laddning. Joner bildas så att grundämnet kan binda till andra grundämnen i jonbindning.

Elektrolys är processen att dela upp föreningar genom att dela de positiva jonerna från de negativa. Detta uppstår som ett resultat av elektromagnetism, vilket är den kraft som gör att negativa laddningar attraheras till positiva, och vice versa. Elektrolysen av svavelsyra använder denna fysiklag för att bryta upp joniska föreningar. Forskare sätter in två elektroder i en kemisk lösning och skickar en elektrisk ström genom dem. Detta får de positiva jonerna att flytta till katoden och få elektroner och de negativa jonerna att flytta till anoden och förlora elektroner.

Under elektrolysen av svavelsyra dras de negativt laddade hydroxidjonerna (OH-) till anoden. Hydroxidjoner har fler elektroner än protoner och är därför negativt laddade. De förlorar då elektroner och omvandlas till syrgas och vatten. De förlorade elektronerna gör att jonbindningen mellan väte och syre bryts ner, vilket innebär att kvarvarande väte och syre kan bilda vatten. I en elektrolysreaktion av fyra hydroxidjoner binder de fyra väteatomerna till två syreatomer för att bilda vatten och lämnar två syremolekyler (O2) fria att fly som gas.

Vätgas (H2) skapas vid katoden vid elektrolys av svavelsyra. Detta beror på att de positivt laddade vätejonerna (H+) dras till den negativt laddade katoden. Elektronerna som strömmar genom elektroden läggs till vätet för att omvandla det tillbaka till vätgas. De negativa laddningarna från elektronerna balanserar ut vätejonerna och omvandlar dem tillbaka till sin gasform.