Электролиз нь цахилгаан химийн үндсэн процесс бөгөөд цахилгаан энерги нь аяндаа үүсдэггүй химийн урвалыг явуулахад ашиглагддаг. Энэ үйл явц нь электролит буюу чөлөөт ион агуулсан бодисыг ашиглах явдал бөгөөд цахилгаанаар задарч болно. Электролиз нь металл, хий үйлдвэрлэхээс эхлээд бохир усыг цэвэрлэх хүртэл янз бүрийн салбарт өргөн хүрээний хэрэглээтэй.
Тэдний хүдрээс метал гаргаж авах, цэвэр бус металлыг цэвэршүүлэх нь электролизийн чухал хэрэглээ юм. Электролизийн үед шууд гүйдэл (Тогтмол гүйдэл) электролитээр дамжин өнгөрч, ионууд электродууд руу шилжиж, буурах эсвэл исэлдэлтийн урвалд ордог.
Жишээлбэл, бокситын хүдрээс хөнгөн цагааныг гаргаж авахдаа хүдрийг эхлээд хөнгөн цагаан исэл ( \(Al_{2}O_{3}\) ) болгон хувиргадаг. Дараа нь хөнгөн цагааны ислийг хайлсан криолит ( \(Na_{3}AlF_{6}\) ) -д уусгаж, хольцын хайлах цэгийг бууруулж, дамжуулах чанарыг нь нэмэгдүүлдэг. Электролитийн эс нь нүүрстөрөгчийн электродуудаас бүрдэх бөгөөд хөнгөн цагааныг катод дээр багасгаж, цэвэр хөнгөн цагаан металл үүсгэх ба хүчилтөрөгчийг анод дээр үүсгэдэг.
Цахилгаанаар бүрэх нь материалын гадаргуу дээр нимгэн металл давхарга үүсэх процесс юм. Энэ аргыг гоёл чимэглэлийн зориулалтаар ашиглах, зэврэлтээс хамгаалах, объектын гадаргуугийн шинж чанарыг сайжруулахад өргөн хэрэглэгддэг. Бүрэх объект нь катодын үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд хадгалагдах металыг анод болгон ашигладаг. Электролитийн уусмал нь бүрэх металлын ионуудыг агуулдаг. Цахилгаан хэрэглэх үед уусмал дахь металлын ионууд багасч катодын гадаргуу дээр хуримтлагдаж, нимгэн металл бүрхүүл үүсгэдэг.
Электролизийг мөн устөрөгч, хүчилтөрөгч зэрэг хий үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Ус ( \(H_{2}O\) ) электролизд ороход катод дахь устөрөгч ( \(H_{2}\) ) хий болон хүчилтөрөгч ( \(O_{2}\) ) хий болж задардаг. анод. Энэ процессыг тэгшитгэлээр илэрхийлж болно:
\(2H_{2}O(l) \rightarrow 2H_{2}(g) + O_{2}(g)\)Энэ арга нь газрын тос, химийн үйлдвэр зэрэг үйлдвэрлэлийн зориулалтаар өндөр цэвэршилттэй устөрөгч үйлдвэрлэхэд онцгой ач холбогдолтой юм.
Бохирдуулагчийг зайлуулахын тулд бохир усыг цэвэрлэхэд электролиз хэрэглэж болно. Цахилгаан коагуляци гэж нэрлэгддэг процесс нь цахилгаан гүйдлийг бохир усаар дамжуулж, бохирдуулагчийг коагуляци үүсгэж, улмаар уснаас зайлуулах явдал юм. Энэ нь үйлдвэрийн болон хотын бохир усыг цэвэрлэх үр дүнтэй арга юм.
Батерей нь цахилгаан энергийг химийн энерги хэлбэрээр хуримтлуулдаг бөгөөд шаардлагатай үед ялгардаг. Батерейг цэнэглэх үйл явц нь түүнийг ашиглах явцад үүсэх химийн урвалыг буцаах явдал бөгөөд энэ нь электролизийн үр дүнд хүрдэг. Жишээлбэл, хар тугалганы хүчлийн батерейнд дахин цэнэглэх процесс нь хар тугалганы сульфат, усыг хар тугалганы давхар исэл, хар тугалга, хүхрийн хүчил болгон хувиргаж, батерейны анхны бүтэц, цахилгаан үйлдвэрлэх чадварыг сэргээдэг.
Электролиз нь янз бүрийн чухал химийн нэгдлүүдийн нийлэгжилтэнд ашиглагддаг. Нэг тод жишээ бол давсны уусмал (натрийн хлоридын уусмал) электролиз болж хлорын хий, натрийн гидроксид, устөрөгчийн хий үүсгэдэг хлор шүлтийн процесс юм. Энэ үйл явц нь нэхмэл эдлэл, цаас, угаалгын нунтаг үйлдвэрлэл зэрэг олон салбарт хэрэглэгдэх эдгээр химийн бодисыг үйлдвэрлэхэд амин чухал юм.
\(2NaCl(aq) + 2H_{2}O(l) \rightarrow Cl_{2}(g) + H_{2}(g) + 2NaOH(aq)\)Электролиз нь металл олборлох, цахилгаанаар бүрэх, хий үйлдвэрлэх, бохир ус цэвэрлэх, батерейг цэнэглэх, химийн синтез зэрэгт өргөн хүрээний хэрэглээ бүхий олон талын үйл явц юм. Цахилгаан эрчим хүчийг ашиглан аяндаа гардаггүй химийн урвалыг жолоодох чадвар нь түүнийг үйлдвэрлэлийн процесс болон шинжлэх ухааны судалгаанд үнэлж баршгүй болгодог. Электролизийн зарчим, хэрэглээг ойлгох нь эрчим хүч, материалын шинжлэх ухаан, байгаль орчныг хамгаалах салбарт инновацийг бий болгоход хувь нэмэр оруулдаг.
