Eksempel baseret på bevarelse af ladning?

Elektrolysen af ​​vand er et klassisk eksempel, der illustrerer bevarelsen af ​​ladning. Når en elektrisk strøm ledes gennem vand, nedbrydes den til brint og oxygengasser. Den overordnede reaktion er:

$$2H_2O(l) \højrepil 2H_2(g) + O_2(g)$$

Under elektrolyse opdeles vandmolekyler i hydrogenioner (H+) og hydroxidioner (OH-). Brintionerne migrerer til katoden (negativ elektrode), hvor de får elektroner og bliver til brintgas. Hydroxidionerne migrerer til anoden (positiv elektrode), hvor de mister elektroner og bliver til iltgas.

Antallet af elektroner tabt ved anoden skal være lig med antallet af elektroner opnået ved katoden for at opretholde elektrisk neutralitet. Dette skyldes, at den samlede reaktion ikke involverer nogen nettoændring i antallet af elektroner.

Bevarelsen af ​​ladning kan påvises ved at måle mængden af ​​brint og oxygengasser, der produceres under elektrolyse. For hver to mol produceret brintgas produceres der et mol oxygengas. Dette er i overensstemmelse med støkiometrien af ​​den samlede reaktion.

Bevarelse af ladning er et grundlæggende princip i elektrokemi. Den siger, at den samlede mængde ladning i et system skal forblive konstant. Dette princip er vigtigt for at forstå og forudsige opførsel af elektrokemiske systemer.