L’elettrolisi è un processo chimico che converte l’energia elettrica in energia chimica, e le sue particelle si chiamano ioni, ed è bene sapere che funzione ha in questo processo. Il termine ione, in greco, significa “andato”, e probabilmente fa riferimento ai movimenti di queste particelle da un polo all’altro.
Che cosa sono gli ioni
Gli ioni sono degli atomi che aggregati insieme formano un elettrone. Il primo studioso che ha trattato nei suoi studi di queste particelle è stato il fisico e chimico britannico Michael Faraday (1791-1867), quando descrisse il viaggio delle molecole verso un catodo o un anodo, nel 1830. Ma il meccanismo con il quale si ottengono gli ioni delle molecole, venne descritto più di cinquant’anni dopo, da un altro chimico e fisico, di origini svedesi, Svante August Arregenius (1859-1927), quando espose la sua dissertazione all’Università di Uppsala, per il suo dottorato, nel 1884. La tua teoria, all’inizio, venne rigettata, ma in seguito, nel 1903, grazie ad essa Arregenius vinse il Premio Nobel per la chimica.
All’inizio, si usava il termine ione per indicare solo gli ioni elettrolitici, che provengono dalla dissociazione di un elettrolito in una qualche soluzione.
A seconda delle loro cariche elettriche, si possono distinguere in ioni negativi (anioni) e positivi (cationi), oppure in ioni monoatomici e poliatomici. I primi degli ioni formati da un singolo atomo, che può avere una carica elettrica positiva o negativa, mentre i secondi sono formati da più atomi, sempre con cariche negative o positive.
I movimenti degli ioni determinano la conducibilità elettrica del mezzo in cui sono contenuti. Questa mobilità è molto ristretta negli ioni prodotti in sostanze fluide, mentre quelli delle sostanze a legame ionico e cristalline non possono muoversi nel raggio di un campo elettrico.
L’elettrolisi
Per capire come funziona l’elettrolisi si deve pensare al funzionamento della pila, ma con un processo inverso. In questo caso, infatti, è l’energia elettrica che si converte in energia chimica.
Questo processo si avvia collegano due poli positivi e negativi a un generatore di corrente continua, collegati con dei bastoncini di grafite, un materiale che a livello chimico è inerte. Questi bastoncini si chiamano elettrodi, e vengono immersi in una soluzione, che viene fatta circolare con la corrente. Da questo soluzioni, si possono estrarre dei metalli dai minerali.
Con la sua prima legge sull’elettrolisi, Faraday (già citato in precedenza) riuscì a distinguere tutte le caratteristiche intrinseche della dissoluzione, comprese la massa, l’intensità ed il tempo del processo.
Per sterilizzare l’acqua delle piscine, si effettua anche l’elettrolisi del sale, usando un apparecchio specifico, con cui le molecole del sale vanno fatte passare per un campo magnetico, che le scinde in più derivati. Con l’azione dei raggi UV, che concludono il processo, il cloro si trasforma in cloruro di sale.
Un metodo del genere permette di risparmiare su prodotti chimici, riducendo anche l’inquinamento da parte dei rifiuti, e non c’è bisogno di controllare continuamente i valori della disinfezione, visto che con i macchinari è effettuato autonomamente.