Електролизата е основен процес во електрохемијата каде што електричната енергија се користи за да се поттикне неспонтана хемиска реакција. Овој процес вклучува употреба на електролит - супстанца која содржи слободни јони и може да се разложи со електрична енергија. Електролизата има широк опсег на примени во различни индустрии, од производство на метали и гасови до третман на отпадни води.
Екстракцијата на метали од нивните руди и рафинирањето на нечистите метали се значајни примени на електролизата. Во електролизата, директна струја (DC) се пренесува низ електролит, предизвикувајќи јоните да се движат кон електродите и да подлежат на реакции на редукција или оксидација.
На пример, при екстракција на алуминиум од руда на боксит, рудата прво се претвора во алуминиум оксид ( \(Al_{2}O_{3}\) ). Алуминиумскиот оксид потоа се раствора во стопен криолит ( \(Na_{3}AlF_{6}\) ), кој ја намалува точката на топење на смесата и ја зголемува нејзината спроводливост. Електролитската ќелија се состои од јаглеродни електроди, каде што алуминиумот се редуцира на катодата за да формира чист алуминиумски метал, а кислородот се произведува на анодата.
Електропламирањето е процес каде што тенок слој од метал се депонира на површината на материјалот. Овој метод е широко користен за украсни цели, заштита од корозија и подобрување на површинските својства на предметите. Предметот што треба да се обложи делува како катода, а металот што треба да се депонира се користи како анода. Растворот на електролитот содржи јони на металот што треба да се обложи. Кога се применува електрична енергија, металните јони од растворот се намалуваат и се депонираат на површината на катодата, формирајќи тенок метален слој.
Електролизата се користи и во производството на гасови како што се водородот и кислородот. Кога водата ( \(H_{2}O\) ) е подложена на електролиза, таа се распаѓа на водород ( \(H_{2}\) ) гас на катодата и кислород ( \(O_{2}\) ) гас на анодата. Овој процес може да се претстави со равенката:
\(2H_{2}O(l) \rightarrow 2H_{2}(g) + O_{2}(g)\)Овој метод е особено важен за производство на водород со висока чистота за индустриска употреба, како на пример во нафтената и хемиската индустрија.
Електролизата може да се примени при третман на отпадни води за да се отстранат загадувачите. Процесот, познат како електрокоагулација, вклучува поминување на електрична струја низ отпадна вода, предизвикувајќи коагулација на загадувачите и нивно последователно отстранување од водата. Тоа е ефикасен метод за третман на индустриски и комунални отпадни води.
Батериите складираат електрична енергија во форма на хемиска енергија, која може да се ослободи кога е потребно. Процесот на полнење на батеријата вклучува враќање на хемиските реакции кои се случуваат при неговата употреба, што се постигнува преку електролиза. На пример, во оловно-киселинските батерии, процесот на полнење ги претвора оловниот сулфат и водата назад во олово диоксид, олово и сулфурна киселина, враќајќи го првобитниот состав на батеријата и нејзината способност да произведува електрична енергија.
Електролизата се користи во синтезата на различни важни хемиски соединенија. Еден значаен пример е процесот на хлоралкали, каде што саламура (раствор на натриум хлорид) се електролизира за да се произведе гас хлор, натриум хидроксид и водороден гас. Овој процес е од витално значење за производството на овие хемикалии, кои имаат бројни примени во индустриите како што се текстилната, хартијата и производството на детергенти.
\(2NaCl(aq) + 2H_{2}O(l) \rightarrow Cl_{2}(g) + H_{2}(g) + 2NaOH(aq)\)Електролизата е разновиден процес со широк опсег на апликации во екстракција на метал, галванизација, производство на гасови, третман на отпадни води, полнење на батерии и хемиска синтеза. Неговата способност да придвижува неспонтани хемиски реакции користејќи електрична енергија го прави непроценлив и во индустриските процеси и во научните истражувања. Разбирањето на принципите и примената на електролизата придонесува за иновации во енергијата, науката за материјалите и заштитата на животната средина.
