A legfontosabb különbség az ionizáció és az elektrolízis között, hogy az ionizáció elektromos töltéssel rendelkező kémiai anyagok képződését jelenti, míg az elektrolízis az a folyamat, amikor elektromos áramot használnak nem spontán kémiai reakció végrehajtására.
Az ionizáció és az elektrolízis nagyon fontos folyamatok a fizikai kémiában. Az ionizációs folyamat végrehajtásának különböző módjai vannak. Az elektrolízis vegyi anyagok ionizálására is használható.
Mi az ionizáció?
Az ionizáció egy kémiai folyamat, amelyben az atomok vagy molekulák pozitív vagy negatív töltést kapnak. Ez az elektronok atomokból vagy molekulákból való eltávolítása vagy beszerzése miatt következik be. Itt a keletkező ionokat kationoknak vagy anionoknak nevezzük, a töltésüktől függően, azaz a kationok pozitív töltésű ionok, az anionok pedig negatív töltésű ionok. Alapvetően egy semleges atomból vagy molekulából az elektronok elvesztése kationt képez, míg a semleges atom elektronjainak erősödése negatív töltést ad, és aniont képez.
Ha egy elektront energia hozzáadásával eltávolítanak egy semleges gáz halmazállapotú atomról, az egy vegyértékű kationt képez. Ez azért van így, mert egy semleges atomban egyenlő számú elektron és proton van, így nincs nettó töltés; amikor eltávolítunk egy elektront az atomról, van egy felesleges proton, amelynek hiányzik a töltését semlegesítő elektron. Ezért az atom +1 töltést kap (ez a proton töltése). Az ehhez szükséges energiamennyiség az atom első ionizációs energiája.
Emellett a folyékony oldatban végbemenő ionizáció ionok képződése az oldatban. Például amikor a HCl-molekulák vízben oldódnak, hidroniumionok (H3O+) képződnek. Itt a HCl reakcióba lép a vízmolekulákkal, és pozitív töltésű hidroniumionokat és negatív töltésű klorid (Cl–) ionokat képez.
Továbbá az ütközések során ionizáció is előfordulhat. De ez a fajta ionizáció főleg gázokban fordul elő, amikor elektromos áram halad át a gázon. Ha az áramban lévő elektronok elegendő energiával rendelkeznek ahhoz, hogy eltávolítsák az elektronokat a gázmolekulákból, akkor kiszorítják az elektronokat a gázmolekulákból, és ionpárokat hoznak létre, amelyek az egyedi pozitív ionból és a negatív elektronból állnak. Itt negatív ionok is képződnek, mert egyes elektronok hajlamosak a gázmolekulákhoz kapcsolódni, nem pedig kihúzni az elektronokat.
01. ábra: Ionizációs folyamat
Sőt, az ionizáció akkor következik be, amikor a sugárzási energia vagy a kellően energikus töltésű részecskék áthaladnak szilárd anyagokon, folyadékokon vagy gázokon; például az alfa-részecskék, a béta-részecskék és a gamma-sugárzás ionizálhatnak anyagokat; ezért ionizáló sugárzásnak nevezzük őket.
Mi az elektrolízis?
Az elektrolízis az a folyamat, amikor egyenáramot használnak egy nem spontán kémiai reakció elindítására. Ezt elektrolitikus cella segítségével tehetjük meg. Az elektrolízis technikája fontos a vegyület ionokra vagy más komponensekre történő szétválasztásához.
Az elektrolízis során elektromos áram halad át az oldaton az ionok mobilitása érdekében. Egy elektrolitikus cella két elektródát tartalmaz ugyanabba az oldatba merítve. És ez a megoldás az elektrolit. Az elektrolitikus cella szabályozásának alapvető tényezője a „túlpotenciál”. Nagyobb feszültséget kell biztosítanunk ahhoz, hogy nem spontán reakciót hajtsunk végre. Itt egy inert elektróda is használható a fellépő reakció felületének biztosítására.
02. ábra: Sóoldat elektrolízise
Az elektrolízisnek számos alkalmazása létezik. Az egyik gyakori alkalmazás a víz elektrolízise. Itt a víz az elektrolit. Ezután a vízmolekulák hidrogén- és oxigéngázokká bomlásának reakciója az elektroliton áthaladó elektromos áram segítségével történik.
Mi a különbség az ionizáció és az elektrolízis között?
Az ionizáció és az elektrolízis nagyon fontos folyamatok a fizikai kémiában. Az ionizáció és az elektrolízis közötti legfontosabb különbség az, hogy az ionizáció elektromos töltéssel rendelkező kémiai anyagok képződése, míg az elektrolízis az a folyamat, amikor elektromos áramot használnak nem spontán kémiai reakció végrehajtására.
Ha figyelembe vesszük a folyamatot, az ionizáció több okból is végbemehet, mint például a semleges anyag és az ionizálószer közötti reakció, ütközések, ionizáló sugárzás stb. miatt. Mindezek a módszerek azonban az elektronok eltávolítása vagy hozzáadása a kémiai komponensekhez, azaz az elektron eltávolítása kationt képez, egy elektron felvétele pedig aniont. Az elektrolízis is egy olyan módszer, amelyet vegyületek ionizálására is használhatunk. Tehát ez egy másik különbség az ionizáció és az elektrolízis között.
Összefoglaló – Ionizáció kontra elektrolízis
Az ionizáció és az elektrolízis nagyon fontos folyamatok a fizikai kémiában. A legfontosabb különbség az ionizáció és az elektrolízis között az, hogy az ionizáció elektromos töltéssel rendelkező kémiai anyagok képződése, míg az elektrolízis az a folyamat, amikor elektromos áramot használnak nem spontán kémiai reakció végrehajtására.
