ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างไอออไนซ์และอิเล็กโทรไลซิสคือไอออไนซ์คือการก่อตัวของสารเคมีที่มีประจุไฟฟ้า ในขณะที่อิเล็กโทรลิซิสเป็นกระบวนการของการใช้กระแสไฟฟ้าเพื่อทำปฏิกิริยาเคมีที่ไม่เกิดขึ้นเอง
การแตกตัวเป็นไอออนและอิเล็กโทรไลซิสเป็นกระบวนการที่สำคัญมากในวิชาเคมีเชิงฟิสิกส์ มีหลายวิธีในการดำเนินการกระบวนการไอออไนเซชัน อิเล็กโทรไลซิสยังสามารถใช้เพื่อทำให้สารเคมีแตกตัวเป็นไอออนได้
ไอออไนซ์คืออะไร
การแตกตัวเป็นไอออนเป็นกระบวนการทางเคมีที่อะตอมหรือโมเลกุลได้รับประจุบวกหรือลบมันเกิดขึ้นเนื่องจากการถอดหรือรับอิเล็กตรอนจากอะตอมหรือโมเลกุลตามลำดับ ในที่นี้ ไอออนที่ได้จะถูกตั้งชื่อเป็นไอออนบวกหรือแอนไอออน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับประจุที่มี นั่นคือ ไอออนบวกเป็นไอออนที่มีประจุบวก และประจุลบเป็นไอออนที่มีประจุลบ โดยทั่วไป การสูญเสียอิเล็กตรอนจากอะตอมที่เป็นกลางหรือโมเลกุลก่อให้เกิดไอออนบวก และการได้รับอิเล็กตรอนจากอะตอมที่เป็นกลางจะทำให้มีประจุลบทำให้เกิดประจุลบ
เมื่ออิเล็กตรอนถูกดึงออกจากอะตอมของก๊าซที่เป็นกลางโดยการเติมพลังงานเข้าไป จะเกิดเป็นไอออนบวกที่มีวาเลนต์เดี่ยว เป็นเพราะอะตอมที่เป็นกลางมีจำนวนอิเล็กตรอนและโปรตอนเท่ากัน ทำให้ไม่มีประจุสุทธิ เมื่อเราเอาอิเล็กตรอนออกจากอะตอมนั้น จะมีโปรตอนส่วนเกินอยู่หนึ่งตัวที่ขาดอิเล็กตรอนเพื่อทำให้ประจุของมันเป็นกลาง ดังนั้นอะตอมนั้นจึงมีประจุ +1 (เป็นประจุของโปรตอน) ปริมาณพลังงานที่จำเป็นสำหรับสิ่งนี้คือพลังงานไอออไนเซชันแรกของอะตอมนั้น
นอกจากนี้ อิออไนเซชันที่เกิดขึ้นในสารละลายของเหลวคือการก่อตัวของไอออนในสารละลายตัวอย่างเช่น เมื่อโมเลกุลของ HCl ละลายในน้ำ ไฮโดรเนียมไอออน (H3O+) จะก่อตัวขึ้น ที่นี่ HCl ทำปฏิกิริยากับโมเลกุลของน้ำและเกิดไฮโดรเนียมไอออนที่มีประจุบวกและคลอไรด์ที่มีประจุลบ (Cl–) ไอออน
นอกจากนี้ ไอออนไนซ์อาจเกิดขึ้นจากการชนกัน แต่การแตกตัวเป็นไอออนประเภทนี้ส่วนใหญ่เกิดขึ้นในก๊าซเมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านแก๊ส หากอิเล็กตรอนในปัจจุบันมีพลังงานเพียงพอในการกำจัดอิเล็กตรอนออกจากโมเลกุลของแก๊ส อิเล็กตรอนจะดึงอิเล็กตรอนออกจากโมเลกุลของแก๊ส ทำให้เกิดคู่ไอออนที่ประกอบด้วยไอออนบวกและอิเล็กตรอนเชิงลบ ที่นี่ ไอออนลบก็ก่อตัวขึ้นเช่นกันเพราะอิเล็กตรอนบางตัวมักจะเกาะติดกับโมเลกุลของแก๊สมากกว่าที่จะดึงอิเล็กตรอนออกมา
รูปที่ 01: กระบวนการแตกตัวเป็นไอออน
ยิ่งไปกว่านั้น การแตกตัวเป็นไอออนเกิดขึ้นเมื่อพลังงานรังสีหรืออนุภาคที่มีประจุพลังงานเพียงพอผ่านของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซ ตัวอย่างเช่น อนุภาคแอลฟา อนุภาคบีตา และรังสีแกมมาสามารถทำให้สารแตกตัวเป็นไอออนได้ ดังนั้นเราจึงตั้งชื่อพวกมันว่าเป็นรังสีไอออไนซ์
อิเล็กโทรไลซิสคืออะไร
อิเล็กโทรไลซิสเป็นกระบวนการของการใช้กระแสไฟฟ้าตรงเพื่อขับเคลื่อนปฏิกิริยาเคมีที่ไม่เกิดขึ้นเอง เราสามารถทำได้โดยใช้เซลล์อิเล็กโทรไลต์ เทคนิคการแยกอิเล็กโทรไลซิสมีความสำคัญในการแยกสารประกอบออกเป็นไอออนหรือส่วนประกอบอื่นๆ
ในอิเล็กโทรลิซิส กระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านสารละลายสำหรับการเคลื่อนตัวของไอออนในสารละลายนั้น เซลล์อิเล็กโทรไลต์ประกอบด้วยอิเล็กโทรดสองขั้วที่แช่อยู่ในสารละลายเดียวกัน และสารละลายนี้คืออิเล็กโทรไลต์ ปัจจัยสำคัญในการควบคุมเซลล์อิเล็กโทรไลต์คือ "ศักยภาพเกิน" เราต้องจัดหาแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นเพื่อที่จะทำปฏิกิริยาที่ไม่เกิดขึ้นเองที่นี่สามารถใช้อิเล็กโทรดเฉื่อยเพื่อให้พื้นผิวสำหรับปฏิกิริยาที่เกิดขึ้น
รูปที่ 02: อิเล็กโทรไลซิสของสารละลายเกลือ
อิเล็กโทรไลซิสมีการใช้งานมากมาย การใช้งานทั่วไปอย่างหนึ่งคือการอิเล็กโทรไลซิสของน้ำ ที่นี่น้ำเป็นอิเล็กโทรไลต์ จากนั้นปฏิกิริยาของการสลายโมเลกุลของน้ำให้เป็นก๊าซไฮโดรเจนและออกซิเจนจะทำโดยใช้กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านอิเล็กโทรไลต์
ความแตกต่างระหว่างไอออไนซ์และอิเล็กโทรไลซิสคืออะไร
การแตกตัวเป็นไอออนและอิเล็กโทรไลซิสเป็นกระบวนการที่สำคัญมากในวิชาเคมีเชิงฟิสิกส์ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างไอออไนซ์และอิเล็กโทรไลซิสคือไอออไนเซชันคือการก่อตัวของสารเคมีที่มีประจุไฟฟ้า ในขณะที่อิเล็กโทรไลซิสเป็นกระบวนการของการใช้กระแสไฟฟ้าเพื่อทำปฏิกิริยาเคมีที่ไม่เกิดขึ้นเอง
เมื่อพิจารณาถึงกระบวนการ การแตกตัวเป็นไอออนอาจเกิดขึ้นได้จากหลายสาเหตุ เช่น ปฏิกิริยาระหว่างสปีชีส์ที่เป็นกลางกับสารไอออไนซ์ เนื่องจากการชนกัน เนื่องจากรังสีไอออไนซ์ เป็นต้น อย่างไรก็ตาม วิธีการทั้งหมดเหล่านี้นำไปสู่ การกำจัดหรือการเพิ่มอิเล็กตรอนในส่วนประกอบทางเคมี เช่น การกำจัดอิเล็กตรอนทำให้เกิดไอออนบวกและได้อิเล็กตรอนมาหนึ่งตัวทำให้เกิดประจุลบ อิเล็กโทรไลซิสยังเป็นวิธีการที่เราสามารถใช้สำหรับการแตกตัวเป็นไอออนของสารประกอบ นี่คือความแตกต่างอีกประการระหว่างไอออไนซ์และอิเล็กโทรไลซิส
สรุป – อิออไนเซชันกับอิเล็กโทรลิซิส
การแตกตัวเป็นไอออนและอิเล็กโทรไลซิสเป็นกระบวนการที่สำคัญมากในวิชาเคมีเชิงฟิสิกส์ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างไอออไนซ์และอิเล็กโทรไลซิสคือไอออไนเซชันคือการก่อตัวของสารเคมีที่มีประจุไฟฟ้า ในขณะที่อิเล็กโทรไลซิสเป็นกระบวนการของการใช้กระแสไฟฟ้าเพื่อทำปฏิกิริยาเคมีที่ไม่เกิดขึ้นเอง