Hvad er elektrolyse?

i lang tid, kunne folk ikke få en masse rene stoffer i fri form.Såsom for eksempel:

• metaller;
• alkali;
• chlor;
• brint;
• hydrogenperoxid;
• organisk klor og andre.

De fik enten et højt indhold af urenheder, hvorfra det var umuligt at slippe af med, eller ikke syntetiseret overhovedet.Men forbindelsen er meget vigtigt til brug i industrien og hverdagen.Men med opdagelsen af ​​en proces som elektrolyse, blev problemet løst ved et stort omfang.I dag er det ikke kun anvendes til syntese, men også for mange andre processer.

Hvad er elektrolyse?Som det sker, nogle af de dannede faser, hvad der er den største fordel ved denne metode, forsøge at forstå forløbet af artiklen.

Hvad er elektrolyse?

at besvare dette spørgsmål, bør vi først søge at forstå den terminologi og nogle grundlæggende fysiske og kemiske begreber.

1. DC - en rettet strøm af elektroner, der udsendes af en hvilken som helst kilde til elektricitet.
2. Elektrolyt - stof løsning, som er i stand til at lede elektricitet.
3. elektroder - registreringer af visse materialer, forbundet til den elektricitet, passeret gennem sig selv (anode og katode).
4. redox-reaktion - en proces, hvor en ændring i oxidation deltagere.Det vil sige, nogle ioner oxidere og øge værdien af ​​graden af ​​oxidation, mens andre reduceres, sænke den.

forstå alle disse vilkår, er det muligt at besvare det spørgsmål, som er elektrolyse.Denne redox proces, som omfatter passerer en jævnstrøm gennem elektrolytten opløsningen og afsluttes ved frigivelse af forskellige produkter ved elektroderne.

enkel installation, som kan kaldes elektrolysatoren indeholder et par komponenter:

• to glas med elektrolytten;
• aktuelle kilde;
• to elektroder er forbundet til hinanden.

Industrien bruger en langt mere kompleks automatiseret design, gør det muligt at modtage et stort antal produkter - elektrolyse bade.

elektrolyseprocessen er temmelig kompliceret, underlagt en række teoretiske love og strømmer gennem den etablerede orden og regler.Til korrekt at forudsige udfaldet, er du nødt til klart at forstå alle love og passerer muligheder.

teoretiske grundlag for

De vigtigste grundlæggende Canons der holder elektrolyse - love Michael Faraday - den berømte fysiker kendt for sit arbejde på området for elektrisk strøm og alle dens tilhørende processer.

alt to regler, som hver beskriver essensen af ​​processerne i elektrolyse.

første lov

første Faradays lov, er formlen skrives som m = kI * AT, er som følger.

masse af stof, der udledes ved elektroden er direkte proportional med den strøm, der ledes gennem elektrolytten.

Formlen viser, at m - er massen af ​​sagen, I - strøm, AT - tid, hvor det blev vedtaget.Der er også en værdi k, som kaldes den elektrokemiske ækvivalent forbindelse.Denne værdi afhænger af arten af ​​selve forbindelsen.Numerisk, k er hovedparten stof, der frigives ved elektroden ved at passere gennem elektrolytten er en enhed af elektrisk ladning.

anden regel elektrolyse

anden Faradays lov, formlen for hvilken - m = M * I * AT / n * F, er som følger.En elektrokemisk ækvivalent af forbindelsen (k) er direkte proportional med dens molære masse og omvendt proportional med valensen af ​​stoffet.

Denne formel er resultatet af tilbagetrækningen af ​​alle United.Det indfanger essensen af ​​anden lov elektrolyse.M - molarmasse forbindelsen, I - strømstyrke, mistede hele processen, AT - hele elektrolyse, F - Faraday konstant, n - elektroner, der er involveret i processen.Deres antal er lig med ladningen af ​​ionen, deltager i processen.

Faradays lov hjælper til at forstå, hvad der er elektrolyse, og til beregning af mulige afkast efter vægt, det ønskede resultat er at forudsige og påvirke forløbet af processen.De udgør det teoretiske grundlag af de transformationer.

begreb anoden og typerne

meget vigtige at have elektrolyse elektroder.Hele processen er afhængig af det materiale, som de er lavet, deres særlige karakter og egenskaber.Derfor mener vi mere detaljeret hver af dem.

Anode - plus eller positiv elektrode.Det er en, der slutter sig til '+' pol af strømforsyningen.Som følge heraf vil det fra elektrolytopløsningen flytte negative ioner eller anioner.De vil oxidere her få en højere grad af oxidation.

Derfor kan vi tegne et lille diagram, der vil hjælpe huske anodiske processer: en anode "plus" - anioner - oxidation.Der er således to hovedtyper af elektroden, afhængigt af, hvilket vil slå et bestemt produkt.

1. uopløselige eller inaktivt anode.En sådan type omfatter en elektrode, der kun tjener til at overføre elektroner og oxidationsprocesser, men det er ikke forbruges, og ikke opløst.Sådanne anoder er fremstillet af grafit, iridium, platin, carbon og så videre.Ved hjælp af disse elektroder, kan metallerne produceres i rene gasser (oxygen, hydrogen, chlor og så videre).
2. opløselige anoder.Da oxidative processer han opløser og påvirke udfaldet af elektrolyse.De grundlæggende konstruktionsmaterialer for denne type elektrode: nikkel, kobber, cadmium, bly, tin, zink og andre.Anvendelsen af ​​sådanne anoder er nødvendige for elektrolytisk proces metaller, electroforming, beskyttende belægning mod korrosion og så videre.

Essensen af ​​alle processer, der finder sted ved den positive elektrode reduceres for at sikre, at den kategori af de mest elektronegative af den potentielle værdi af ionerne.Ivot hvorfor anioner brint syrer og hydroxidioner, og derefter vandet, hvis det er en løsning.De oxygenholdige anioner i en vandig elektrolytopløsning generelt ikke aflades ved anoden, da vandet gør det hurtigere, frigiver oxygen.

katode og dets egenskaber

katode - er et negativt ladet elektrode (på grund af ophobning af elektroner på det ved at sende en elektrisk strøm).Det er derfor, det går over til de positivt ladede ioner - kationer, som undergår reduktion, dvs. lavere oxidationstrin.

Det er også hensigtsmæssigt at huske ordning: en katode "minus" - kation - opsving.Som et materiale til katoden kan tjene:

• rustfrit stål;
• kobber;
• kulstof;
• messing;
• jern;
• aluminium og diverse.

Det er på denne elektrode er genoprettet til en ren metalforbindelser, hvilket er en af ​​de vigtigste måder at få dem i branchen.Det er også muligt at overføre elektroner fra anoden til katoden, og hvis første - opløselige, er dens ioner reduceres den negative elektrode.Her er en genoprettelse af kationer til brintgas H2.Derfor en katode - er en af ​​de vigtigste dele i den almindelige ordning af processen med elektrolyse stoffer.

elektrolyse af smeltet

form af kemi rapportering har sin ligning.Med det kan du repræsentere hele ordningen på papir og forudsige udfaldet.Den vigtigste ting, du bør være opmærksom på - tilstedeværelse eller fravær af vand miljø og typen af ​​anoden (opløselige eller ej).

Hvis det er nødvendigt for at opnå følgende produkter: alkali- og jordalkalimetaller, baser, aluminium, beryllium, gasser fra oxygenholdige anioner, kan der ikke være et spørgsmål om elektrolyse af elektrolytopløsningen.Bare smelter fordi ellers krævede forbindelser mislykkes.Derfor er industrien ofte syntetisere disse stoffer, ved hjælp af deres tørsubstansen salte og hydroxider.

hele ligning af smelte elektrolyse er ganske enkel og standard.For eksempel, hvis vi betragter og registrere det for kaliumiodid, formen vil være som følger:

KI = K + + I-

katode (K) "-": K + 1. = R0

anode (A) '+':2I- - 2e = I20

Resultatet af: KI = K + I2.

Tilsvarende elektrolyse registreres som helst metal uanset dens elektrode potentiale.

elektrolyse af vandige opløsninger

tilfælde af elektrolytopløsninger, vil resultatet af processen være helt anderledes.Efter alt, er vand ved at blive en aktiv deltager.Det er også i stand til at dissociere i ioner og udledes fra elektroderne.Derfor, i sådanne tilfælde vigtigt elektrode potentiale ionerne.De negative værdier under det, jo mere sandsynligt er det hurtigere oxidation eller reduktion.

elektrolyse af vandige opløsninger er underlagt en række regler, som bør huskes.

1. anode processer: udledning kun anioner brint syrer (undtagen flussyre).Hvis en oxygen-ion eller fluoridion, derefter vand vil blive oxideret for at frigive oxygen.
2. Katodisk processer er metaller i den elektrokemiske spændingsområde (op til og med aluminium) på katoden ikke kan genoprettes på grund af den høje kemiske aktivitet.Dette gør vandet til at frigive hydrogen.Metaller fra aluminium til brint restaureret samtidig med vand til simple stoffer.Dem, der er efter hydrogen i elektrokemiske serie (lav aktivitet), er let reduceres til den simple stoffer.

Hvis du følger disse regler, kan vi skildre enhver elektrolyse og beregne udbyttet.I tilfælde af en opløselig anode kredsløb varierer og bliver meget mere kompliceret.

Elektrolyse salte

Disse processer anvendes til at producere rene metaller og gasser, da dette er teknologisk enkel og økonomisk fordelagtigt.Desuden produkterne kommer med en høj grad af renhed, hvilket er vigtigt.

eksempel kan elektrolyse af kobber hurtigt at opnå det i en ren form fra en opløsning af et salt.Den mest almindeligt anvendte kobbersulfat eller kobbersulfat (II) - CuSO4.

Sådan at smelte, og fra opløsningen af ​​saltet kan udvindes rent metal, som er så nødvendigt i praktisk taget alle sektorer af elektroteknik og metalindustrien.

værdi og ansøgningsprocessen

Elektrolyse - en meget vigtig proces.På grundlag af sådanne nødvendige baserede tekniske operationer som:

1. metalraffinering.
2. electroextraction.
3. Galvanisering.
4. Elektrosyntese.
5. anticorrosive belægning og andre.