اصل الکترولیز ژنراتور آب الکترولیتی
Jul 20, 2024
آب به صورت مایع به شکل دستههایی از مولکولهای آب وجود دارد. آب لوله کشی معمولی معمولاً از دسته هایی از 11-13 مولکول آب تشکیل شده است. تحت عمل یک میدان الکتریکی خاص در سلول الکترولیتی، پیوندهای هیدروژنی بین مولکولهای آب تا حدی باز میشود و خوشههای کوچکی از آب متشکل از 5-6 مولکول آب تولید میکند. در عین حال، تحت تأثیر نیروی میدان الکتریکی، کاتیونهایی مانند Ca{2}}، Mg{3}}، K+ در آب به سمت کاتد حرکت میکنند. و آنیون هایی مانند Cl -، SO42-، NO3-، NO2- به سمت آند حرکت می کنند. واکنش آب بر روی آند و کاتد سلول الکترولیتی به شرح زیر است:
H2O٪7b٪7b1٪7d٪7dOH٪7b٪7b2٪7d٪7dH٪2b
در کاتد: H++e=H 2H++2eH2 ↑ 2H2O+2e=2OH -+H2 ↑
در آند: 4OH-4e=2H2O+O2 ↑ 2H2O-4e=4H++O2 ↑
در سلول الکترولیتی، سلول الکترولیتی توسط یک غشای یونی به دو محفظه آند و کاتد تقسیم می شود و تنها یون ها می توانند آزادانه بین دو محفظه نفوذ کنند.
هنگامی که آب در حالت مایع باشد، به یون هیدروژن و یون هیدروکسید تبدیل می شود. پس از الکتریسیته شدن، یون های هیدروژن به دلیل بار مثبت خود به سمت کاتد حرکت می کنند. پس از به دست آوردن یک الکترون، یون های هیدروژن به هیدروژن فعال بسیار احیاکننده تبدیل می شوند و پتانسیل اکسیداسیون- احیا آب از مثبت به منفی تغییر می کند.
هیدروژن فعال شده ناپایدار است و دو اتم هیدروژن دو الکترون به دست می آورند تا به گاز هیدروژن تبدیل شوند و فرار کنند.
تعادل برگشت پذیر یونیزاسیون آب مختل می شود و برای رسیدن دوباره به تعادل، آب به طور مداوم یونیزه می شود و باعث می شود یون های هیدروکسید به طور مداوم در کاتد تجمع پیدا کنند که به آن آب الکترولیز قلیایی می گویند.
برعکس، یون های هیدروکسید با بار منفی به سمت آند حرکت می کنند و الکترون ها را از دست می دهند و به اکسیژن تبدیل می شوند.
تعادل برگشت پذیر یونیزاسیون آب مختل می شود. برای رسیدن دوباره به تعادل، آب به طور مداوم یونیزه می شود و یون های هیدروژن در آند تجمع می یابند که به آب الکترولیز شده اسیدی یا آب اکسید شده الکترولیز شده معروف است.
