Miten sähköä johdetaan nesteiden läpi?

Sähkö ja nesteet ovat tappava yhdistelmä, jota ihmiset välttävät. Prosessia, jossa sähkövirta kulkee nesteen läpi, kutsutaan elektrolyysiksi. Lue lisää siitä, miten sähkö kulkee nesteiden läpi tämän lyhyen oppaan avulla.

Mitä kutsutaan johtaviksi nesteiksi?

Johtavia nesteitä kutsutaan elektrolyytit. Elektrolyytit ovat aineita, jotka sisältävät vapaita ioneja ja jotka voivat johtaa sähköä liuetessaan veteen tai muuhun liuottimeen. Elektrolyyttejä on kahta päätyyppiä:

• Vahvat elektrolyytit: Nämä ovat aineita, jotka dissosioituvat liuoksessa kokonaan ioneiksi, jolloin niiden johtavuus on suuri. Esimerkkejä ovat suolat, kuten natriumkloridi (ruokasuola), hapot, kuten suolahappo, ja emäkset, kuten natriumhydroksidi.
• Heikot elektrolyytit: Nämä dissosioituvat liuoksessa osittain ioneiksi, mikä johtaa alhaisempaan johtavuuteen verrattuna vahvoihin elektrolyytteihin. Esimerkkejä ovat etikkahappo (jota esiintyy etikassa) ja ammoniakki.

Elektrolyytit ovat ratkaisevassa asemassa erilaisissa teollisissa prosesseissa, biologisissa toiminnoissa ja jokapäiväisissä sovelluksissa. Ne ovat välttämättömiä esimerkiksi akuissa, joissa ne helpottavat sähkövirran kulkua, ja ihmiskehossa, jossa ne auttavat säätelemään hermojen ja lihasten toimintaa.

Vesi

Vesi voi olla johtavaa, mutta ei aina. Tislattu vesi ei sisällä ioneja eikä ole johtavaa. Puhdas vesi sisältää hyvin vähän ioneja, joten se johtaa huonosti sähköä. Vesijohtovesi sisältää usein suolaa tai muita epäpuhtauksia, jotka lisäävät veteen ioneja ja tekevät siitä johtavaa.

Tämän vuoksi ei ole turvallista koskea pistokkeisiin tai pistorasioihin vesijohtoveden kastelemilla käsillä. Sähkö liikkuu nesteen läpi ja voi aiheuttaa sähköiskun.

Elektrolyysi

Elektrolyysi on kemiallinen prosessi, jossa käytetään sähkövirtaa ei-spontaanin kemiallisen reaktion käynnistämiseen. Tätä prosessia käytetään laajalti erilaisissa teollisissa ja tieteellisissä sovelluksissa. Elektrolyysin aikana sähkövirta johdetaan elektrolyytin läpi, jolloin elektrolyytin ionit liikkuvat kohti elektrodeja, joissa ne käyvät läpi kemiallisia reaktioita.

Miten elektrolyysi toimii

1. Elektrolyytti: Aine, joka johtaa sähköä ja muuttuu kemiallisesti elektrolyysin aikana. Se voi olla neste tai ioneja sisältävä liuos.
2. Elektrodit: Kaksi johtavaa materiaalia, tyypillisesti metallia tai grafiittia, sijoitetaan elektrolyyttiin. Positiivista elektrodia kutsutaan anodiksi ja negatiivista elektrodia katodiksi.
3. Sähkövirta: Virtalähde, kuten akku tai virtalähde, tuottaa sähkövirran, joka ohjaa elektrolyysiprosessia.

Kun sähkövirta kulkee elektrolyytin läpi, se saa positiiviset ionit (kationit) liikkumaan kohti katodia, jossa ne saavat elektroneja (pelkistyminen), ja negatiiviset ionit (anionit) liikkumaan kohti anodia, jossa ne menettävät elektroneja (hapettuminen). Tämä ionien liike ja siitä johtuvat kemialliset reaktiot ovat elektrolyysin perusta.

Elektrolyysin sovellukset

Elektrolyysillä on lukuisia käytännön sovelluksia, kuten:

• Galvanointi: Metalliesineen päällystäminen ohuella kerroksella toista metallia sen ulkonäön, korroosionkestävyyden tai muiden ominaisuuksien parantamiseksi.
• Sähköjalostus: Metallien puhdistaminen poistamalla epäpuhtaudet elektrolyysin avulla.
• Veden elektrolyysi: Veden jakaminen vety- ja happikaasuiksi, joita voidaan käyttää puhtaina energialähteinä.
• Elektrolyysi vedenkäsittelyssä: Poistaa epäpuhtauksia vedestä hajottamalla ne vähemmän haitallisiksi aineiksi.

Elektrolyysin merkitys

Elektrolyysi on olennaisen tärkeä eri teollisuudenaloilla, kuten teollisuudessa, energiantuotannossa ja ympäristönsuojelussa. Se mahdollistaa muun muassa erittäin puhtaiden metallien tuotannon, vetypolttoaineen tuottamisen ja jäteveden käsittelyn. Elektrolyysin periaatteiden ja sovellusten ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää teknologian edistämiseksi ja teollisuusprosessien parantamiseksi.

Ei-johtavat nesteet

Nesteet, jotka eivät ole johtavia, eivät anna sähkön virrata niiden läpi. Näissä nesteissä on vain vähän tai ei lainkaan ioneja. Sähköä johdetaan nesteiden läpi ionien avulla, ja ilman niitä sähkö ei voi kulkea nesteen läpi.

Nesteiden johtavuus voi vaihdella, ja ne ovat sitä johtavampia, mitä enemmän niissä on ioneja. Elektrolyysi on prosessi, joka tehdään tarkoituksellisesti, jotta metallit, kuten hopeointi, voidaan päällystää toisella aineella. Sitä käytetään myös joidenkin metallien uuttamiseen tai puhdistamiseen - kuten kuparin jalostamiseen elektrolyysillä ja alumiinin uuttamiseen.

Jos haluat lisätietoja nesteiden läpi kulkevan sähkön vaaroista tai ammatillisesta sähköalan konsulttipalvelut ota yhteyttä Dreiym Engineeringiin jo tänään.