Avainero ionisaation ja elektrolyysin välillä on se, että ionisaatio on kemiallisten lajien muodostumista, joilla on sähkövaraus, kun taas elektrolyysi on prosessi, jossa käytetään sähkövirtaa ei-spontaaniin kemialliseen reaktioon.
Ionisaatio ja elektrolyysi ovat erittäin tärkeitä prosesseja fysikaalisessa kemiassa. On olemassa erilaisia tapoja suorittaa ionisaatioprosessi. Elektrolyysiä voidaan käyttää myös kemiallisten aineiden ionisointiin.
Mitä ionisaatio on?
Ionisaatio on kemiallinen prosessi, jossa atomit tai molekyylit saavat positiivisen tai negatiivisen varauksen. Se johtuu joko elektronien poistamisesta tai saamisesta atomeista tai molekyyleistä. Tässä syntyneet ionit nimetään kationeiksi tai anioneiksi riippuen niiden varauksesta, eli kationit ovat positiivisesti varautuneita ioneja ja anionit ovat negatiivisesti varautuneita ioneja. Periaatteessa elektronien häviäminen neutraalista atomista tai molekyylistä muodostaa kationin ja elektronien vahvistuminen neutraalista atomista antaa sille negatiivisen varauksen muodostaen anionin.
Kun elektroni poistetaan neutraalista kaasumaisesta atomista lisäämällä energiaa, se muodostaa yksiarvoisen kationin. Se johtuu siitä, että neutraalissa atomissa on yhtä monta elektronia ja protoneja, mikä ei johda nettovaraukseen; kun poistamme elektronin tästä atomista, on yksi ylimääräinen protoni, josta puuttuu elektroni, joka neutraloisi sen varauksen. Siksi tuo atomi saa +1-varauksen (se on protonin varaus). Tähän tarvittava energiamäärä on kyseisen atomin ensimmäinen ionisaatioenergia.
Lisäksi nestemäisessä liuoksessa tapahtuva ionisaatio on ionien muodostumista liuoksessa. Esimerkiksi kun HCl-molekyylit liukenevat veteen, muodostuu hydroniumioneja (H3O+). Tässä HCl reagoi vesimolekyylien kanssa ja muodostaa positiivisesti varautuneita hydroniumioneja ja negatiivisesti varautuneita kloridi-ioneja (Cl–).
Lisäksi ionisaatiota voi tapahtua törmäysten seurauksena. Mutta tämän tyyppinen ionisaatio tapahtuu pääasiassa kaasuissa, kun sähkövirta kulkee kaasun läpi. Jos virrassa olevilla elektroneilla on riittävä määrä energiaa, joka tarvitaan elektronien poistamiseen kaasumolekyyleistä, ne pakottavat elektroneja ulos kaasumolekyyleistä tuottaen ionipareja, jotka koostuvat yksittäisestä positiivisesta ionista ja negatiivisesta elektronista. Täällä muodostuu myös negatiivisia ioneja, koska joillakin elektroneilla on taipumus kiinnittyä kaasumolekyyleihin sen sijaan, että ne vetäisivät elektroneja ulos.
Kuva 01: Ionisointiprosessi
Lisäksi ionisaatiota tapahtuu, kun säteilyenergia tai riittävän energiset varautuneet hiukkaset kulkevat kiinteiden aineiden, nesteiden tai kaasujen läpi; esimerkiksi alfahiukkaset, beetahiukkaset ja gammasäteily voivat ionisoida aineita; siksi me kutsumme niitä ionisoivaksi säteilyksi.
Mikä on elektrolyysi?
Elektrolyysi on prosessi, jossa käytetään tasavirtaa ei-spontaaniin kemialliseen reaktioon. Voimme tehdä tämän käyttämällä elektrolyyttikennoa. Elektrolyysitekniikka on tärkeä yhdisteen erottamiseksi ioneiksi tai muihin komponentteihinsa.
Elektrolyysissä sähkövirta kulkee liuoksen läpi ionien liikkuvuuden vuoksi kyseisessä liuoksessa. Elektrolyyttikenno sisältää kaksi elektrodia upotettuna samaan liuokseen. Ja tämä ratkaisu on elektrolyytti. Olennainen tekijä elektrolyyttikennon säätelyssä on "ylipotentiaali". Meidän on tarjottava suurempi jännite, jotta voimme suorittaa ei-spontaanin reaktion. Tässä voidaan myös käyttää inerttiä elektrodia muodostamaan pinta tapahtuvalle reaktiolle.
Kuva 02: Suolaliuoksen elektrolyysi
Elektrolyysille on monia sovelluksia. Yksi yleinen sovellus on veden elektrolyysi. Tässä vesi on elektrolyytti. Sitten vesimolekyylien hajoamisreaktio vedyksi ja happikaasuksi tapahtuu käyttämällä sähkövirtaa, joka johdetaan elektrolyytin läpi.
Mitä eroa on ionisaatiolla ja elektrolyysillä?
Ionisaatio ja elektrolyysi ovat erittäin tärkeitä prosesseja fysikaalisessa kemiassa. Keskeinen ero ionisaation ja elektrolyysin välillä on se ionisaatio on kemiallisten lajien muodostumista, joilla on sähkövaraus, kun taas elektrolyysi on prosessi, jossa käytetään sähkövirtaa ei-spontaanin kemiallisen reaktion suorittamiseen.
Prosessia tarkasteltaessa ionisaatiota voi tapahtua useista syistä, kuten neutraalin lajin ja ionisoivan aineen välisestä reaktiosta, törmäyksistä, ionisoivasta säteilystä jne. Kaikki nämä menetelmät johtavat kuitenkin joko elektronien poistaminen tai lisääminen kemiallisiin komponentteihin, eli elektronin poistaminen muodostaa kationin ja yhden elektronin saaminen muodostaa anionin. Elektrolyysi on myös menetelmä, jota voimme käyttää yhdisteiden ionisointiin. Joten tämä on toinen ero ionisaation ja elektrolyysin välillä.
Yhteenveto – ionisaatio vs elektrolyysi
Ionisaatio ja elektrolyysi ovat erittäin tärkeitä prosesseja fysikaalisessa kemiassa. Keskeinen ero ionisaation ja elektrolyysin välillä on se, että ionisaatio on kemiallisten lajien muodostumista, joilla on sähkövaraus, kun taas elektrolyysi on prosessi, jossa käytetään sähkövirtaa ei-spontaaniin kemialliseen reaktioon.
