Der Hauptunterschied zwischen Ionisierung und Elektrolyse besteht darin, dass Ionisierung die Bildung chemischer Spezies mit einer elektrischen Ladung ist, während Elektrolyse der Prozess ist, bei dem ein elektrischer Strom verwendet wird, um eine nicht spontane chemische Reaktion durchzuführen.
Ionisation und Elektrolyse sind sehr wichtige Prozesse in der physikalischen Chemie. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, einen Ionisationsprozess durchzuführen. Elektrolyse kann auch verwendet werden, um chemische Spezies zu ionisieren.
Was ist Ionisierung?
Ionisation ist ein chemischer Prozess, bei dem Atome oder Moleküle eine positive oder negative Ladung erh alten. Es tritt entweder auf, indem Elektronen von Atomen bzw. Molekülen entfernt oder erh alten werden. Die dabei entstehenden Ionen werden je nach ihrer Ladung als Kationen oder Anionen bezeichnet, d.h. Kationen sind positiv geladene Ionen und Anionen sind negativ geladene Ionen. Grundsätzlich bildet der Verlust von Elektronen von einem neutralen Atom oder einem Molekül ein Kation, und die Aufnahme von Elektronen von einem neutralen Atom verleiht ihm eine negative Ladung, wodurch ein Anion entsteht.
Wenn einem neutralen gasförmigen Atom durch Zufuhr von Energie ein Elektron entzogen wird, bildet es ein einwertiges Kation. Dies liegt daran, dass ein neutrales Atom die gleiche Anzahl von Elektronen und Protonen hat, was zu keiner Nettoladung führt. Wenn wir ein Elektron von diesem Atom entfernen, gibt es ein überschüssiges Proton, dem ein Elektron fehlt, um seine Ladung zu neutralisieren. Daher erhält dieses Atom eine Ladung von +1 (es ist die Ladung des Protons). Die dafür benötigte Energiemenge ist die erste Ionisationsenergie dieses Atoms.
Außerdem ist die Ionisierung, die in einer flüssigen Lösung stattfindet, die Bildung von Ionen in der Lösung. Wenn sich beispielsweise HCl-Moleküle in Wasser lösen, werden Hydroniumionen (H3O+) gebildet. Hier reagiert HCl mit Wassermolekülen und bildet positiv geladene Hydroniumionen und negativ geladene Chloridionen (Cl–).
Außerdem kann es durch Kollisionen zu Ionisationen kommen. Diese Art der Ionisierung tritt jedoch hauptsächlich in Gasen auf, wenn ein elektrischer Strom durch das Gas fließt. Wenn die Elektronen im Strom eine ausreichende Energiemenge haben, die erforderlich ist, um Elektronen aus Gasmolekülen zu entfernen, werden sie Elektronen aus Gasmolekülen herausdrängen und Ionenpaare erzeugen, die aus dem einzelnen positiven Ion und dem negativen Elektron bestehen. Hier bilden sich auch negative Ionen, weil einige Elektronen dazu neigen, sich an Gasmoleküle anzulagern, anstatt Elektronen herauszuziehen.
Abbildung 01: Ionisationsprozess
Außerdem tritt Ionisation auf, wenn Strahlungsenergie oder ausreichend energiereiche geladene Teilchen Feststoffe, Flüssigkeiten oder Gase passieren; zum Beispiel können Alphateilchen, Betateilchen und Gammastrahlung Substanzen ionisieren; deshalb bezeichnen wir sie als ionisierende Strahlung.
Was ist Elektrolyse?
Elektrolyse ist der Prozess, bei dem ein direkter elektrischer Strom verwendet wird, um eine nicht spontane chemische Reaktion anzutreiben. Wir können dies mit einer Elektrolysezelle tun. Die Technik der Elektrolyse ist wichtig, um eine Verbindung in ihre Ionen oder andere Bestandteile zu trennen.
Bei der Elektrolyse fließt ein elektrischer Strom durch eine Lösung für die Mobilität von Ionen in dieser Lösung. Eine Elektrolysezelle enthält zwei Elektroden, die in dieselbe Lösung eingetaucht sind. Und diese Lösung ist der Elektrolyt. Ein wesentlicher Faktor bei der Regelung der Elektrolysezelle ist „Überspannung“. Wir müssen eine höhere Spannung bereitstellen, um eine nicht spontane Reaktion durchzuführen. Auch hier kann eine inerte Elektrode als Oberfläche für die ablaufende Reaktion dienen.
Abbildung 02: Elektrolyse einer Salzlösung
Es gibt viele Anwendungen der Elektrolyse. Eine gängige Anwendung ist die Elektrolyse von Wasser. Hier ist Wasser der Elektrolyt. Dann erfolgt die Reaktion des Zerfalls von Wassermolekülen in Wasserstoff- und Sauerstoffgase unter Verwendung des elektrischen Stroms, der durch den Elektrolyten geleitet wird.
Was ist der Unterschied zwischen Ionisation und Elektrolyse?
Ionisation und Elektrolyse sind sehr wichtige Prozesse in der physikalischen Chemie. Der Hauptunterschied zwischen Ionisierung und Elektrolyse besteht darin, dass die Ionisierung die Bildung chemischer Spezies mit einer elektrischen Ladung ist, während die Elektrolyse der Prozess der Verwendung eines elektrischen Stroms zur Durchführung einer nicht spontanen chemischen Reaktion ist.
Wenn man den Prozess betrachtet, kann Ionisierung aus mehreren Gründen stattfinden, wie z. B. die Reaktion zwischen einer neutralen Spezies und einem ionisierenden Mittel, aufgrund von Kollisionen, aufgrund ionisierender Strahlung usw. Alle diese Methoden führen jedoch zu beidem die Entfernung oder Hinzufügung von Elektronen zu chemischen Komponenten, d.h. die Entfernung eines Elektrons bildet ein Kation und die Gewinnung eines Elektrons bildet ein Anion. Die Elektrolyse ist auch eine Methode, die wir zur Ionisierung von Verbindungen verwenden können. Das ist also ein weiterer Unterschied zwischen Ionisation und Elektrolyse.
Zusammenfassung – Ionisierung vs. Elektrolyse
Ionisation und Elektrolyse sind sehr wichtige Prozesse in der physikalischen Chemie. Der Hauptunterschied zwischen Ionisierung und Elektrolyse besteht darin, dass Ionisierung die Bildung chemischer Spezies mit einer elektrischen Ladung ist, während Elektrolyse der Prozess ist, bei dem elektrischer Strom verwendet wird, um eine nicht spontane chemische Reaktion durchzuführen.
