Forskellen mellem ionisering og elektrolyse

Det vigtigste forskel mellem ionisering og elektrolyse er det ionisering er dannelsen af kemiske arter, der har en elektrisk ladning, hvorimod elektrolyse er processen med at bruge en elektrisk strøm til at udføre en ikke-spontan kemisk reaktion.

Ionisering og elektrolyse er meget vigtige processer i fysisk kemi. Der er forskellige måder at udføre en ioniseringsproces på. Elektrolyse kan også bruges til at ionisere kemiske arter.

INDHOLD

1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er ionisering
3. Hvad er elektrolyse
4. Sammenligning side ved side - ionisering vs elektrolyse i tabelform
5. Resume

Hvad er ionisering?

Ionisering er en kemisk proces, hvor atomer eller molekyler får en positiv eller negativ ladning. Det forekommer på grund af enten at fjerne eller hente elektroner fra henholdsvis atomer eller molekyler. Her benævnes de resulterende ioner som kationer eller anioner, afhængigt af den ladning, de har, dvs. kationer er positivt ladede ioner, og anioner er negativt ladede ioner. Grundlæggende danner tab af elektroner fra et neutralt atom eller et molekyle en kation, og gevinsten af elektroner fra et neutralt atom giver det en negativ ladning og danner en anion.

Når et elektron fjernes fra et neutralt luftformigt atom ved tilsætning af energi, danner det en monovalent kation. Det skyldes, at et neutralt atom har lige mange elektroner og protoner, hvilket ikke resulterer i nogen nettoladning; når vi fjerner et elektron fra dette atom, er der et overskydende proton, der mangler et elektron til at neutralisere dets ladning. Derfor får dette atom en +1-ladning (det er ladningen for protonen). Mængden af energi, der kræves til dette, er det første ioniseringsenergi i dette atom.

Desuden er ioniseringen, der finder sted i en flydende opløsning dannelse af ioner i opløsningen. For eksempel, når HCl-molekyler opløses i vand, hydroniumioner (H₃O⁺) dannes. Her reagerer HCI med vandmolekyler og danner positivt ladede hydroniumioner og negativt ladet chlorid (Cl^-) ioner.

Yderligere kan ionisering ske gennem kollisioner. Men denne type ionisering forekommer hovedsageligt i gasser, når en elektrisk strøm passerer gennem gassen. Hvis elektronerne i strømmen har en tilstrækkelig mængde energi, der kræves til at fjerne elektroner fra gasmolekyler, vil de tvinge ud elektroner fra gasmolekyler, hvilket producerer ionpar, der består af den individuelle positive ion og den negative elektron. Her dannes også negative ioner, fordi nogle elektroner har en tendens til at binde sig til gasmolekyler snarere end at trække elektroner ud.

Figur 01: Ioniseringsproces

Desuden forekommer ionisering, når strålingsenergi eller tilstrækkeligt energiske ladede partikler passerer gennem faste stoffer, væsker eller gasser; for eksempel kan alfa-partikler, beta-partikler og gammastråling ionisere stoffer; derfor kalder vi dem som ioniserende stråling.

Hvad er elektrolyse?

Elektrolyse er processen ved anvendelse af en direkte elektrisk strøm til at drive en ikke-spontan kemisk reaktion. Vi kan gøre dette ved hjælp af en elektrolytisk celle. Elektrolyseteknikken er vigtig for at adskille en forbindelse i dens ioner eller andre komponenter.

Ved elektrolyse passerer en elektrisk strøm gennem en opløsning til mobilitet af ioner i denne opløsning. En elektrolytisk celle indeholder to elektroder nedsænket i den samme opløsning. Og denne løsning er elektrolytten. En væsentlig faktor i reguleringen af den elektrolytiske celle er "over potentiale". Vi skal levere en højere spænding for at udføre en ikke-spontan reaktion. Her kan en inert elektrode også bruges til at tilvejebringe overfladen til den reaktion, der finder sted.

Figur 02: Elektrolyse af en saltopløsning

Der er mange anvendelser af elektrolyse. En almindelig anvendelse er elektrolyse af vand. Her er vand elektrolytten. Derefter udføres reaktionen på nedbrydning af vandmolekyler i brint og iltgasser ved hjælp af den elektriske strøm, der ledes gennem elektrolytten.

Hvad er forskellen mellem ionisering og elektrolyse?

Ionisering og elektrolyse er meget vigtige processer i fysisk kemi. Den vigtigste forskel mellem ionisering og elektrolyse er, at ionisering er dannelsen af kemiske arter, der har en elektrisk ladning, mens elektrolyse er processen med at bruge en elektrisk strøm til at udføre en ikke-spontan kemisk reaktion.

Når processen overvejes, kan ionisering finde sted på grund af flere grunde, såsom reaktionen mellem en neutral art og et ioniserende middel på grund af kollisioner, på grund af ioniserende stråling osv. Imidlertid fører alle disse metoder til enten fjernelse eller tilsætning af elektroner til kemiske komponenter, dvs. fjernelse af et elektron danner en kation og at få en elektron danner en anion. Elektrolyse er også en metode, som vi kan bruge til ionisering af forbindelser. Så dette er en anden forskel mellem ionisering og elektrolyse.

Sammendrag - Ionisering vs elektrolyse

Reference:

1. Helmenstine, Anne Marie. “Elektrolyse-definition i kemi.” ThoughtCo, 7. februar 2019, tilgængelig her.

Billede høflighed:

1. “Elektronionisering” af Evan Mason - Eget arbejde (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
2. “Saltelektrolyse” af Sarah.Blumen - Eget arbejde (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia

Videnskab & natur