Elektroliz

Elektrolizle arıtılmış (%99,97+) saflıktademir parçaları ve karşılaştırma için yüksek saflıkta (99,9999 % = 6N) 1 cm³hacminde demirden bir küp.

Alm. Elektrolyse (f.), Fr. electrolyse (f), İng. electrolysis. Elektroliz kabındaki elektrolite batırılmış, birinci sınıftan iki iletken (elektrotlar) vâsıtasıyle gönderilen akımın, elektrotlar üzerinde meydana getirdiği olayların toplamı.
Elektrotlar, birinci sınıftan iletkenlerdir. Bunlara metalik veya elektronik iletken de denir. Bu tür iletkenlerde akım, serbest hâlde bulunan veya zayıfça bağlı olan elektronların hareketi sâyesinde geçer. Akım geçişi sırasında sıcaklık yükselir. İletkenin etrâfında bir manyetik alan meydana gelir. Fakat tartılabilir miktarda madde taşınması olmaz. Elektrotlar anot ve katot olarak isimlendirilir. Anot, oksidasyonun (elektron verme olayının); katot, redüksiyonun (elektron alma olayının) olduğu elektrottur. Elektrolitler, katı, sıvı ve çözelti hâlinde, ikinci sınıftan iletkenlerdir. Bunlara iyonik iletkenler de denir. Katı elektrolite, RbAg5I6 (oda sıcaklığında iletkenliği 0,27 ohm-1 cm-1) bileşiğini; sıvı elektrolite, alüminyumun eldesinde kullanılan takriben 1000°C’de erimiş kriyolit (Na3AIF6) ve florit (CaF2) karışımını; çözelti hâlindeki elektrolite, sodyum klorürün (NaCl) sulu çözeltisini örnek olarak verebiliriz. Bu tür iletkenlerde akım anyon ve katyonlarla taşınır. Bu iletkenlerden akım geçtiği zaman elektrotlar üzerinde görülen olaylar dışında dâimâ bir madde taşınması vardır. Elektrolitle akımın taşınmasında rol alan anyonlar, net bir negatif yüke sâhip atom veya atom gruplarıdır (F-, CI-, NO-3, ...). Katyonlar ise net pozitif yüke sâhip atom veya atom gruplarıdır (Cu2+, Zn2+, ...).


Meselâ elektrolitik olarak çinko eldesi şöyledir:
Elektrotlara doğru akım uygulandığı zaman şu elektro-kimyâsal olaylar olur:
Anot: 2CI—2e ® CI°2 (yükseltgenme)
Katot: Zn2++2e ® Zn° (indirgenme)
Teori: Elektroliz ürünlerinin miktarı, meydana gelme hızı ve tabiatı, elektroliz şartlarına bağlıdır. Faraday, elektroliz kânunlarına göre; 1) Elektrolitten elektrik akımı geçirildiği zaman serbest hale geçen veya çözünen madde miktarı elektrolitten geçen elektrik miktarı ile orantılıdır. 2) Çeşitli elektrolitlerden aynı miktar elektrik akımının geçirilmesiyle ayrılan veya çözünen madde miktarı bu cismin kimyâsal eşdeğeri ile orantılıdır. Kimyâsal eşdeğer, bir atomun atom tartısının veya bir atom grubunun mol tartısının, bunların dâhil oldukları bileşikteki değerliğe oranıdır. Bir kulon (coulomb) luk elektrik miktarının serbest hâle geçirdiği veya çözdüğü maddenin gram miktarı, bu maddenin elektrokimyâsal eşdeğeridir. Faraday’ın elektroliz kânunlarına göre:
A Q
m = ¾¾¾¾ bağıntısı yazılabilir. Burada:
n F
m = Ayrılan veya çözünen madde miktarı.
A = Ayrılan maddenin atom ağırlığı (İyon gramı).
n = Ayrılan maddenin bileşikteki değerliği.
Q = Elektroliz sırasında devreden geçen akım miktarı.
F = Faraday (96500) kulon.
Devreden geçen akım miktarı Q, uygulanan akım şiddeti ve elektroliz süresiyle orantılıdır. Eğer akım şiddeti sâbit ise Q= i.t’dir. Devreden geçen akım miktarını hassas olarak ölçmek için kulonmetrelerden faydalanılır. Kulonmetre; gazlı, tartımlı ve titrajlı olmak üzere üç tiptir. Ayrıca elektronik cihazlar yardımıyle de akım miktarı tâyin edilebilmektedir.
Elektrolizin başlıyabilmesi, yâni elektrotlarda indirgenme ve yükseltgenme olaylarının başlayabilmesi, elektrot potansiyeline bağlıdır. Bâzan madde toplanmasının başlayabilmesi için teorik olarak hesaplanan potansiyel değerinden daha büyük potansiyel değerine ihtiyâç duyulabilir. Bu takdirde aşırı potansiyel söz konusudur. Aşırı potansiyel üç sebepten ortaya çıkar ve ohmik, konsantrasyon ve aktivasyon aşırı potansiyeli olmak üzere üç çeşittir. Eğer, toplanan veya ayrılan madde miktarı Faraday’ın elektroliz kânunları ile hesaplanan teorik değere eşitse, akım verimi % 100, eğer değilse % 100’ün altındadır denir.
Elektrolizin birçok uygulama alanı vardır. Başlıcaları analitik ve endüstriyel uygulamalardır. Analitik uygulamaları elektro analizler, voltametrik ve potansiyometrik analizlerdir. Endüstride çok çeşitli uygulama alanları vardır. Bunlar, elektrolitik kaplama, metallerin elektrolitik saflaştırılması, çeşitli kimyâsal maddelerin eldesi, elektrolitik aşındırma, piller ve elektrolitik parlatma alanlarıdır.
Tıpta elektroliz, elektrik akımı ile dokuların yok edilmesinde kullanılır. Genellikle, lüzumsuz kılları, bâzı deri yaralarını ve deri yüzeyindeki kabarmış kan damarlarının yok edilmesinde kullanılır.
Kılları yok etmek için, negatif elektrot olarak görev yapan son derece ince plâtin tel kıl sapı boyunca takriben 3-4 mm, deri altındaki kıl bezciğine kadar geçirilir. Platin tel burada kıl yapan hücrelerle temâsa gelir. Tedricen akım uygulanır. 5-10 saniye sonra kılın mukoza uzantısı harap olur, kıl kolayca çekilip dışarı alınır.
Uygulama sırasında çok az ağrı olur. Anesteziye gerek duyulmaz. Elektroliz, traş olma veya kıl dökücü ilâçların kullanımı gibi değildir. Böyle uygulamanın netîcesinde kıllar tekrar çıkmaz ve uygun şekilde yapılırsa korkutucu değildir.