Nøgleforskellen mellem ionisering og elektrolyse er, at ionisering er dannelsen af kemiske arter med 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 stoffer.
Hvad er ionisering?
Ionisering er en kemisk proces, hvor atomer eller molekyler får en positiv eller negativ ladning. Det opstår på grund af enten at fjerne eller opnå elektroner fra henholdsvis atomer eller molekyler. Her er de resulterende ioner navngivet 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 neutr alt atom eller et molekyle en kation, og forstærkningen af elektroner fra et neutr alt atom giver det en negativ ladning, der danner en anion.
Når en elektron fjernes fra et neutr alt gasformigt atom ved tilsætning af energi, danner det en monovalent kation. Det er fordi et neutr alt atom har lige mange elektroner og protoner, hvilket resulterer i ingen nettoladning; når vi fjerner en elektron fra det atom, er der én overskydende proton, der mangler en elektron til at neutralisere dens ladning. Derfor får det atom en ladning +1 (det er ladningen af protonen). Den mængde energi, der kræves til dette, er den første ioniseringsenergi af det atom.
Desuden er ioniseringen, der finder sted i en flydende opløsning, dannelsen af ioner i opløsningen. For eksempel, når HCl-molekyler opløses i vand, dannes hydroniumioner (H3O+). Her reagerer HCl med vandmolekyler og danner positivt ladede hydroniumioner og negativt ladede chloridioner (Cl–) ioner.
Yderligere kan ionisering forekomme ved 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 elektroner ud fra gasmolekyler og danne ionpar, der består af den individuelle positive ion og den negative elektron. Her dannes der også negative ioner, fordi nogle elektroner har tendens til at binde sig til gasmolekyler i stedet for at trække elektroner ud.
Figur 01: Ioniseringsproces
Yonisering opstår derudover, når strålingsenergi eller tilstrækkeligt energirige ladede partikler passerer gennem faste stoffer, væsker eller gasser; for eksempel kan alfapartikler, beta-partikler og gammastråling ionisere stoffer; derfor navngiver vi dem som ioniserende stråling.
Hvad er elektrolyse?
Elektrolyse er processen med at bruge en elektrisk jævnstrøm til at drive en ikke-spontan kemisk reaktion. Det kan vi gøre ved hjælp af en elektrolysecelle. Elektrolyseteknikken er vigtig for at adskille en forbindelse i dens ioner eller andre komponenter.
I elektrolyse passerer en elektrisk strøm gennem en opløsning for mobiliteten af ioner i den opløsning. En elektrolysecelle indeholder to elektroder nedsænket i den samme opløsning. Og denne opløsning er elektrolytten. En væsentlig faktor i reguleringen af elektrolysecellen er "overpotentiale". Vi er nødt til at levere en højere spænding for at udføre en ikke-spontan reaktion. Her kan en inert elektrode også bruges til at give overfladen til den reaktion, der opstår.
Figur 02: Elektrolyse af en s altopløsning
Der er mange anvendelser af elektrolyse. En almindelig anvendelse er elektrolyse af vand. Her er vand elektrolytten. Derefter sker reaktionen af nedbrydningen af vandmolekyler til brint og oxygengasser ved hjælp af den elektriske strøm, der føres 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 med en elektrisk ladning, hvorimod elektrolyse er processen med at bruge en elektrisk strøm til at udføre en ikke-spontan kemisk reaktion.
Når man overvejer processen, kan ionisering finde sted på grund af flere årsager, såsom reaktionen mellem en neutral art og et ioniserende middel, på grund af kollisioner, på grund af ioniserende stråling osv. Men alle disse metoder fører til enten fjernelse eller tilføjelse af elektroner til kemiske komponenter, dvs. fjernelse af en elektron danner en kation og opnåelse af en elektron danner en anion. Elektrolyse er også en metode, som vi kan bruge til ionisering af forbindelser. Så dette er endnu en forskel mellem ionisering og elektrolyse.
Opsummering – Ionisering vs 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 med en elektrisk ladning, hvorimod elektrolyse er processen med at bruge en elektrisk strøm til at udføre en ikke-spontan kemisk reaktion.
