การชุบด้วยไฟฟ้ากับกระแสไฟฟ้า
อิเล็กโทรไลซิสคืออะไร
อิเล็กโทรไลซิสเป็นกระบวนการที่ใช้กระแสไฟฟ้าตรงเพื่อทำลายสารประกอบเคมี ดังนั้นกระบวนการอิเล็กโทรลิซิสจึงต้องการแหล่งพลังงานไฟฟ้าภายนอกสำหรับการทำงาน ปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นเองถูกบังคับให้ทำในอิเล็กโทรไลซิส เพื่อให้เกิดการอิเล็กโทรไลซิส สารควรผ่านกระแสไฟฟ้า ดังนั้นสำหรับสิ่งนี้ควรมีสารละลายอิเล็กโทรไลต์ ประกอบด้วยไอออนอิสระซึ่งผลิตจากสารในระยะหลอมเหลวหรือละลายในตัวทำละลายอื่น ปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชันเกิดขึ้นในอิเล็กโทรลิซิสโดยทั่วไปจะมีอิเล็กโทรดสองขั้วที่เรียกว่าแอโนดและแคโทด อิออนที่มีประจุตรงข้ามจะถูกดึงดูดไปยังอิเล็กโทรด ปฏิกิริยาออกซิเดชันเกิดขึ้นที่ขั้วบวก และปฏิกิริยารีดักชันเกิดขึ้นที่ขั้วลบ อิเล็กโทรดถูกแช่อยู่ในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ โดยปกติ สารละลายเหล่านี้เป็นสารละลายไอออนิกที่เกี่ยวข้องกับชนิดของอิเล็กโทรด ตัวอย่างเช่น อิเล็กโทรดทองแดงแช่ในสารละลายคอปเปอร์ซัลเฟตและอิเล็กโทรดเงินแช่ในสารละลายซิลเวอร์คลอไรด์ วิธีแก้ปัญหาเหล่านี้แตกต่างกัน จึงต้องแยกจากกัน วิธีที่พบมากที่สุดในการแยกพวกมันคือสะพานเกลือ พลังงานสำหรับการเคลื่อนที่ของไอออนไปยังอิเล็กโทรดและสำหรับการรีดักชันหรือออกซิเดชันนั้นมาจากแหล่งจ่ายกระแสไฟภายนอก
อิเล็กโทรไลซิสเป็นแนวคิดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและใช้ในเซลล์อิเล็กโทรไลต์ ตัวอย่างเช่น หากเราใช้ทองแดงและเงินเป็นอิเล็กโทรดสองขั้วในเซลล์ เงินจะเชื่อมต่อกับขั้วบวกของแหล่งพลังงานภายนอก (แบตเตอรี่)ทองแดงเชื่อมต่อกับขั้วลบ เนื่องจากขั้วลบมีอิเลคตรอนมาก อิเล็กตรอนจึงไหลจากที่นี่ไปยังอิเล็กโทรดทองแดง ทองแดงจึงลดลง ที่อิเล็กโทรดสีเงิน จะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน และปล่อยอิเล็กตรอนไปยังขั้วบวกที่ขาดอิเล็กตรอนของแบตเตอรี่ ต่อไปนี้เป็นปฏิกิริยาโดยรวมที่เกิดขึ้นในเซลล์อิเล็กโทรไลต์ซึ่งมีอิเล็กโทรดทองแดงและเงิน
2Ag(s)+ Cu2+ (aq) ⇌2 Ag+ (aq)+ Cu(s)
ในทางอุตสาหกรรม แนวคิดอิเล็กโทรลิซิสใช้สำหรับการผลิตโลหะบริสุทธิ์ เช่น Al, Mg, Ca, Na และ K นอกจากนี้ ยังใช้สำหรับการผลิตคลอรีน เชื้อเพลิงไฮโดรเจน ออกซิเจน เป็นต้น
ชุบด้วยไฟฟ้า
การชุบด้วยไฟฟ้าเป็นวิธีการชุบเพื่อเคลือบอิเล็กโทรดด้วยไอออนของโลหะ พื้นฐานทางเคมีของกระบวนการนี้คืออิเล็กโทรไลซิส ดังนั้นการชุบด้วยไฟฟ้าจึงจำเป็นต้องมีสนามไฟฟ้าภายนอกเพื่อเคลื่อนย้ายไอออนของโลหะ ในขั้นต้น ไอออนของโลหะจะว่างในสารละลายด้วยการจ่ายกระแสไฟฟ้า ไอออนเหล่านี้จะเคลื่อนเข้าหาแคโทดและจะลดลงที่นั่นเพื่อผลิตโลหะวาเลนต์เป็นศูนย์ โลหะนี้จะเคลือบอิเล็กโทรดที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า การชุบด้วยไฟฟ้าใช้เพื่อเพิ่มความหนาของชั้น ในอุตสาหกรรมเครื่องประดับ จะใช้เคลือบสินค้าราคาถูก (เช่น ผลิตภัณฑ์ที่ทำจากทองแดง) ด้วยเงินหรือทอง นอกจากนี้ยังใช้เพื่อเคลือบวัตถุที่เป็นโลหะด้วยโลหะอื่น โดยกระบวนการนี้ สามารถให้คุณสมบัติที่โลหะเริ่มต้นไม่ได้ การป้องกันการกัดกร่อน ความต้านทานการสึกหรอ การหล่อลื่นมีคุณสมบัติดังกล่าวเพียงเล็กน้อย ซึ่งสามารถใช้กับโลหะได้
Electroplating กับ Electrolysis ต่างกันอย่างไร
• อิเล็กโทรไลซิสเป็นกระบวนการซึ่งใช้กระแสไฟฟ้าตรงเพื่อทำลายสารประกอบเคมี การชุบด้วยไฟฟ้าเป็นวิธีการชุบเพื่อเคลือบอิเล็กโทรดด้วยไอออนของโลหะโดยใช้กระแสไฟฟ้า
• อิเล็กโทรไลซิสเป็นกระบวนการพื้นฐานที่อยู่เบื้องหลังการชุบด้วยไฟฟ้า