Електроліз води. Як відбувається процес і навіщо він потрібен
Електролізом називається особливий фізико-хімічний процес, при якому рідина або, інакше кажучи, електроліт, розпадається на позитивні і негативні іони. Відбувається це під впливом електричного струму. Яким же чином протікає даний процес?
Електроліз води відбувається через те, що електричний струм, проходячи через електроліт, викликає реакцію на електродах, на яких і осідають позитивні і негативні іони. На негативно зарядженому електроді (катоді) осідають катіони, відповідно, на позитивному (аноді) - аніони. Електроліт може складатися з води, в яку додана кислота або ж являє собою розчин солей. Розпад солей на метал і кислотний залишок виникає після того, як через електроліт пропускається електричний струм. Заряджений позитивним електрикою метал підходить до катода (негативно зарядженого електроду), саме цей метал і називається катіоном. Кислотний залишок, негативно заряджений, прагне до анода (позитивно зарядженого електроду), і називається аніоном. Електроліз дає можливість отримання з солей добре очищених елементів, завдяки чому знаходить широке застосування в різноманітних галузях сучасної промисловості.
Електроліз води життєво необхідний сьогодні, коли тисячі підприємств застосовують воду для окремих етапів свого виробництва. Пояснюється це тим, що після більшості процесів, які виконуються на підприємствах, вода після використання перетворюється в небезпечну для людей і живої природи рідину. Електроліз води служить для очищення стічних вод, які не повинні потрапляти в землю або ж у джерела чистої води. Ці стічні води необхідно очищати для того, щоб не допустити екологічну катастрофу, ризик якої і так вже достатньо високий в багатьох регіонах Росії.
Сьогодні існує кілька методів електролізу води. До них відноситься електроекстракціі, електрокоагуляція і електрофлотація. Електроліз води, застосовуваний для очищення стічних вод, проводиться в електролізерах. Це спеціальні споруди, в яких органічні речовини розкладаються на метали, кислоти та інші речовини, що відносяться до категорії неорганічного походження. Особливо важливо проводити очистку стічних вод на шкідливих виробництвах, таких як підприємства хімічної промисловості, там, де ведуться роботи з міддю і свинцем, а також на комбінатах, що випускають фарби, лаки, емалі. Безумовно, це далеко не найдешевший спосіб очищення води за допомогою електролізу, але витрати, пов'язані з очищенням води, не йдуть ні в які порівняння зі здоров'ям людини і турботою про довкілля.
Цікавий факт, але можна здійснити електроліз води в домашніх умовах. Цей процес не займе багато часу і коштів і дасть можливість для одержання кисню і водню. У ємність з водою, в якій попередньо розчинена сіль, (солі необхідно взяти не менше frac14- об'єму води), опускаються два електроди. Їх можна зробити з будь-якого металу. Електроди підключаються до джерела живлення з силою струму не менше 0,5 А. На одному з електродів утворюються бульбашки, що і говорить про те, що електроліз води в домашніх умовах проходить успішно. Даним способом можна отримати їдкий натрій, хлор та інші хімічні елементи, залежно від того, з чого складається електроліт. Плазмовий електроліз води застосовують в плазмотеплолізерах. Це новітнє сучасне пристрій, що працює в режимах плазмового електролізу води та її безпосереднього нагрівання до певних температур. Плазмовий електроліз води дає можливість для отримання нових видів енергії, в якій з кожним днем все більше потребує людство. Енергія, яку можна буде отримувати з води, дасть можливість для створення нових, безпечних та ефективних видів джерел енергії. Явища плазмового електролізу води ще не вивчені до кінця, але вони мають величезні перспективи і тому інтенсивно вивчаються сучасними вченими.