dlhú dobu, ľudia mohli dostať veľa čistých látok vo voľnej forme.Ako napríklad:
- kovy;
- alkalický;
- chlóru;
- atóm vodíka;
- peroxid vodíka;
- organický chlór a ďalšie.
Dostali buď vysoký obsah nečistôt, z ktorých bolo možné sa zbaviť, alebo nie syntetizované vôbec.Ale spojenie je veľmi dôležité pre použitie v priemysle a každodenného života.Avšak, s objavom procesu, ako je napríklad elektrolýza, tento problém bol vyriešený vo veľkom meradle.V súčasnej dobe sa používa nielen pre syntézu, ale aj pre mnoho ďalších procesov.
Čo je elektrolýza?Ako sa to stane, niektoré z fáz tvoril, čo je hlavnou výhodou tejto metódy, skúste pochopiť priebeh článku.
Čo je elektrolýza?
Ak chcete odpovedať na túto otázku, mali by sme najprv snažiť porozumieť terminológii a niektoré základné fyzikálne a chemické koncepty.
- DC - orientovaný tok elektrónov emitovaných akéhokoľvek zdroja elektrickej energie.
- Electrolyte - riešenie, látka, ktorá je schopná viesť elektrinu.
- elektródy - záznamy určitých materiálov, vzájomne prepojené elektrinu prešla sama o sebe (anódou a katódou).
- Redox reakcie - proces, pri ktorom k zmene účastníkov oxidácie.To znamená, že niektoré ióny oxidujú a zvýšenie hodnoty stupňa oxidácie, zatiaľ čo iní sú znížené, ju znižuje.
pochopiť všetky tieto podmienky, je možné odpovedať na otázku, ktorá je elektrolýza.Tento spôsob, ktorý zahŕňa redox priechodu jednosmerného prúdu cez elektrolytového roztoku a je ukončený uvoľnenie rôznych produktov na elektródach.
jednoduchá inštalácia, ktorý môže byť nazývaný elektrolyzér obsahuje niekoľko častí:
- dva poháre s elektrolytom;
- zdroj prúdu;
- dve elektródy sú pripojené k sebe navzájom.
Priemysel používa oveľa zložitejšie Automatizovaný návrh, ktorý umožňuje získať veľké množstvo produktov - elektrolýzy kúpeľa.
Proces Elektrolýza je pomerne zložité, podlieha rade teoretických zákonov a preteká stanoveného poradia a pravidlá.Ak chcete správne predpovedať výsledok, musíte jasne pochopiť všetky zákony a možnosti stretávacie.
Teoretické základy
Najdôležitejšie základné predpisy, ktoré držia elektrolýzu - zákony Michael Faraday - slávny fyzik známy pre jeho prácu v oblasti elektrického prúdu a všetkými jeho sprievodných procesov.
celkom dvoch pravidiel, z ktorých každý opisuje podstatu procesov v elektrolýzy.Zákon
prvý zákon
prvý Faraday, vzorec je písaný ako m = Ki * Dt, je nasledujúci.
hmotnosť látky vypúšťané na elektróde, je priamo úmerná elektrickej energie, ktorý prešiel cez elektrolyt.
Vzorec ukazuje, že m - je hmotnosť veci, I - prúd, At - doba, počas ktorej bol schválený.K dispozícii je tiež hodnota k, ktorá sa nazýva elektrochemický ekvivalent zlúčeniny.Táto hodnota je závislá na povahe zlúčeniny samotnej.Numericky, k je väčšina látka, ktorá sa uvoľňuje v elektróde priechodom elektrolytu je jednotka elektrického náboja.
Druhé pravidlo elektrolýza
zákon druhého Faradayova, vzorec, ktorý - m = M * I * Dt / n * F, je nasledujúci.Elektrochemický ekvivalent zlúčeniny (k), je priamo úmerná jeho molárnej hmotnosti a nepriamo úmerná mocenstve látky.
Tento vzorec je výsledkom stiahnutie všetkých United.Zachytáva podstatu druhý zákon elektrolýzy.M - molárna hmotnosť tejto zlúčeniny, I - intenzity prúdu, minul celý proces, At - celá elektrolýzy, F - Faradayova konštanta, n - elektróny, ktoré sú zapojené do procesu.Ich počet sa rovná obvineniu iónu, podieľať sa na procese.Zákon
Faradayov pomáha pochopiť, čo je elektrolýza, a na výpočet výťažku hmotnostných požadovaného výsledku je predvídať a ovplyvňovať priebeh procesu.Oni tvoria teoretický základ transformáciou.
koncept anódy a druhy
veľmi dôležité mať elektrolýzy elektródy.Celý proces je závislý na materiáli, z ktorého sú vyrobené, ich špecifický charakter a vlastnosti.Preto považujeme podrobnejšie každej z nich.
Anóda - plus alebo kladnej elektródy.To je ten, ktorý sa pripojí k "+" pól napájania.V súlade s tým, aby to z roztoku elektrolytu sa bude pohybovať záporné ióny alebo anióny.Budú tu oxidovať získať vyšší stupeň oxidácie.
Preto môžeme nakresliť malú diagram, ktorý vám pomôže pamätať anodických procesy: anódu "plus" - anióny - oxidácii.Tak, tam sú dva hlavné typy elektródy, na ktorom sa zmení v závislosti na konkrétny výrobok.
- nerozpustné alebo inertný anóda.Takýto typ zahŕňa elektródu, ktorá slúži iba na prenos elektrónov a oxidačné procesy, však to nie je spotrebovaná a nerozpúšťa.Takéto anódy sú vyrobené z grafitu, irídium, platina, uhlík a tak ďalej.Pomocou týchto elektród, kovy môže byť vyrábaný v čistej plyny (kyslík, vodík, chlór, a tak ďalej).
- rozpustné anódy.Keď oxidačné procesy sa rozpúšťa a ovplyvniť výsledok elektrolýzy.Základné konštrukčné materiály tohto typu elektródy: nikel, meď, kadmium, olovo, cín, zinok a ďalšie.Použitie takýchto anód nevyhnutných pre elektrolytických procesov kovov, galvanoplastiku, ochranného plášťa proti korózii, a tak ďalej.
Podstatou všetkých procesov prebiehajúcich v kladnej elektróde je znížená na zabezpečenie toho, aby kategória najviac elektronegativní potenciálnej hodnoty iónov.Ivot prečo anióny vodíkové kyseliny a hydroxidové ióny, a potom voda, pokiaľ sa jedná o riešenie.Anióny obsahujúce kyslík, vo vodnom roztoku elektrolytu vo všeobecnosti nemajú vybíjať na anóde, pretože voda je o to rýchlejšie, uvoľňujúce kyslík.
katóda a jeho charakteristiky
katódové - je záporne nabitá elektróda (v dôsledku nahromadenia elektrónov na nej prechodom elektrického prúdu).To je dôvod, prečo sa presunie na kladne nabité ióny - katióny, ktoré prechádzajú zníženie, tj nižším oxidačným stave.
Je tiež vhodné pamätať schémy: Obrazovka "mínus" - kácie - zotavenie.Ako materiál pre katódy môže slúžiť:
- nerezová oceľ;
- meď;
- uhlíka;
- mosadz;
- železo;
- hliník a rôzne.
To je v je táto elektróda obnovený na čisté kovové zlúčeniny, čo je jeden z hlavných spôsobov, ako získať je v priemysle.Je tiež možné, prenos elektrónov z anódy ku katóde, a v prípade, že prvý, - rozpustné, jeho ióny sú znížené na zápornej elektróde.Tu je obnova katiónov do plynného vodíka H2.Preto je katóda - je jednou z najdôležitejších častí v všeobecnej schéma procesu elektrolýzy látok.
Elektrolýza roztavených
, pokiaľ ide o procese podávania správ chémie má svoje rovnicu.S ním, môžete reprezentovať celý systém na papieri a predvídať výsledok.Najdôležitejšia vec, ktorú by ste mali venovať pozornosť - k prítomnosti alebo neprítomnosti vodného prostredia a typu anódy (rozpustné alebo nie).
Ak treba získať nasledujúce produkty: s alkalickými kovmi a kovmi alkalických zemín, alkálie, hliník, berýlium, plyny z anionov obsahujúcich kyslík, potom môže byť otázka elektrolýze roztoku elektrolytu.Len topiť pretože inak potrebné pripojenie zlyhá.To je dôvod, prečo priemysel často syntetizovať tieto látky, ich použitie sušine soli a hydroxidy.
celá rovnica taveniny elektrolýzy je pomerne jednoduché a štandardné.Napríklad, ak vezmeme do úvahy, a nahrať ju jodidu draselného, formulár bude nasledujúci:
Ki = K + + I-
katódu (K) "-": K + 1. = R0
anóda (A) "+":2I- - 2e = I20
Výsledok: Ki = K + I2.
Podobne elektrolýza je zaznamenaný žiadny kov, bez ohľadu na jeho elektródového potenciálu.
elektrolýza vodných roztokov
v prípade roztokov elektrolytov, bude výsledok procesu byť úplne odlišný.Koniec koncov, voda sa stáva aktívnym účastníkom.Je tiež schopné disociovať na ióny a vypúšťaný z elektród.Preto sa v takýchto prípadoch dôležité, elektródový potenciál iónov.Záporné hodnoty pod ním, tým väčšia pravdepodobnosť, že rýchlejší oxidácii alebo zníženie.
elektrolýza vodných roztokov sa riadi niekoľkými pravidlami, ktoré by mali mať na pamäti.
- anódy procesy: vypúšťanie aniónov iba vodík kyselín (s výnimkou fluorovodíkovej).Ak ión kyslíka alebo fluoridový ión, potom voda bude oxidovať na uvoľnenie kyslíka.
- Cathodic procesy sú kovy v elektrochemickej rozsah napätia (až do a vrátane hliníka) na katóde nemôže byť obnovená v dôsledku vysokej chemickej aktivity.Tým sa voda k uvoľneniu vodíka.Kovy z hliníka k vodíka súčasne obnovené s vodou, aby sa jednoduchými látok.Tie, ktoré sú po vodíka v elektrochemické rade (nízka aktivita), sa ľahko redukuje na jednoduché látky.
Ak budete postupovať podľa týchto pravidiel, môžeme vykresliť akúkoľvek elektrolýzou a výpočet výnosu.V prípade, že rozpustné anódy obvodu sa mení a stáva oveľa zložitejšie.
Elektrolýza soli
Tieto procesy sa používajú na výrobu čistej kovy a plyny, ako je to technologicky jednoduché a ekonomicky výhodné.Okrem toho sú produkty sa dodávajú s vysokým stupňom čistoty, čo je dôležité.
príklad, elektrolýza medi môže rýchlo ju získať v čistej forme z roztoku akejkoľvek soli.Najčastejšie sa používa síran meďnatý síran alebo medi (II) - CuSO4.
Ako topiť, a z roztoku soli môže byť získaný čistý kov, ktorý je tak nevyhnutný prakticky vo všetkých odvetviach elektrotechniky a kovové inžinierstva.
hodnoty a aplikačný proces
Elektrolýza - veľmi dôležitý proces.Na základe týchto potrebných na základe technickej operácie ako:
- zušľachťovaní kovov.
- electroextraction.
- Electroplating.
- Electrosynthesis.
- antikorózny povlak a ďalšie.
