ELEKTROLİZ

ELEKTROLİZ; Aim. 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 ohm1
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~, CP, 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°(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:
m = —A— O—-bağıntısı yazılabilir. Burada:
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 neticesinde kıllar tekrar çıkmaz ve
uygun şekilde yapılırsa korkutucu değildir.