Az elektrolízis tanulásánál az August Wilhelm von Hofmann (1818-1892) áltla készített vízbontó készülék az a kiindulópont, aminek segítségével később a vizes oldatok elektrolízisét könnyen értelmezhetjük. De nézzük meg hogy néz ki egy Hofmann-féle vízbontó készülék:
Nem csak a víz, hanem a különböző vegyületek vizes oldata is elektrolizál hasonló elven. Mindehhez össze kell állítanunk egy elektrolizáló cellát, ami a következőkből áll:
- elektrolizáló kád (amibe a vizes oldatot öntjük),
- 2 db grafit vagy platina indifferens elektródnak (indifferens azt jelenti, hogy nem lép kémiai reakcióba sem a vízzel, sem az eredeti ionokkal, de a keletkező anyagokkal sem),
- egyenáram.
A vizes oldatok elektrolízise során egy-két dolgot érdemes megjegyeznünk:
– összetett ionok nem válnak le (szulfát-ion, nitrát-ion, foszfát-ion),
– alkálifém-ionok nem válnak le (pl. nátrium-ion).
A le nem váló ionok helyett az elektródokon vízbontás történik. Így például a nátrium-klorid vizes oldatának elektrolízisénél a következőket látjuk:
- katód (-):
Na+(aq) (nem válik le, helyette vízbontás történik)
2 H2O(f) + 2 e– = H2 + 2 OH–(aq) (emiatt látjuk, a lenti videón, hogy a fenolftalein jelzi a lúgos kémhatást) - anód (+):
2 Cl–(aq) = Cl2(g) + 2 e–
A fenti konyasóoldat elektrolízisét egész egyszerű eszközökkel is megoldhatjuk, mint ahogy itt is megoldották két ceruzával (grafitbél lesz az indifferens elektród), egyszerű konyhasóval és egy 9V elemmel.
A konyhasó vizes oldatából a nátrium nem válik le. Azonban higany elektród alkalmazása esetén a higany is leválasztható:
A fémnátrium ipari előállítása azonba ma már nem higanykatódos eljárással készül, hanem NaCl olvadék elektrolízisével. A Royal Society of Chemistry egy rövid videót készített ennek a folyamatnak a részletes magyarázatával, valamint az ipari kivitelezés vágóképeit is megtekinthetjük ebben a videóban: