Was ist Elektrolyse?

eine lange Zeit konnten die Menschen nicht viel von Reinstoffen zu erhalten in der freien Form.Wie zum Beispiel:

• Metallen;
• Alkali;
• Chlor;
• Wasserstoff;
• Wasserstoffperoxid;
• organischen Chlor und andere.

Sie erhielten entweder einen hohen Gehalt an Verunreinigungen, aus der es unmöglich ist, sie wieder loszuwerden, oder gar nicht synthetisiert.Aber die Verbindung ist für den Einsatz in Industrie und Alltag sehr wichtig.Jedoch mit der Entdeckung eines Verfahrens, wie beispielsweise Elektrolyse, das Problem durch massen gelöst.Heute ist es nicht nur für die Synthese, sondern auch für viele andere Prozesse verwendet wird.

Was ist Elektrolyse?Wie es geschieht, einige der gebildeten Phasen, was der Hauptvorteil dieses Verfahrens, versuchen, das während des Textes zu verstehen.

Was ist Elektrolyse?

Um diese Frage zu beantworten, sollten wir zuerst versuchen, die Terminologie und einige grundlegenden physikalischen und chemischen Konzepte zu verstehen.

1. DC - einen gerichteten Fluss von Elektronen durch jede Stromquelle emittiert.
2. Elektrolyt - Substanzlösung in der Lage, Strom zu leiten ist.
3. Elektroden - Aufzeichnungen von bestimmten Materialien, miteinander verbunden, um den Strom durch sich selbst übergeben (Anode und Kathode).
4. Redox-Reaktion - ein Prozess, bei dem eine Änderung im Oxidations Teilnehmern.Das heißt, einige Ionen oxidieren und erhöhen den Wert der Oxidationsgrad, während andere werden reduziert, senkt sie.

verstehe alle diese Begriffe, ist es möglich, die Frage, die Elektrolyse zu beantworten.Diese Redox-Verfahren, umfassend das Durchleiten eines direkten Stroms durch die Elektrolytlösung und wird durch die Freisetzung von verschiedenen Produkten an den Elektroden beendet.

einfache Installation, die der Elektrolyseur aufgerufen werden können, enthält einige Komponenten:

• zwei Gläser mit dem Elektrolyten;
• Stromquelle;
• zwei Elektroden miteinander verbunden sind.

Die Industrie verwendet eine sehr viel komplexer automatisierte Design, so dass eine große Anzahl von Produkten zu erhalten - Elektrolysebäder.

Das Elektrolyseverfahren ziemlich kompliziert ist, unterliegen einer Reihe von theoretischen Gesetze und fließt durch den festgelegten Reihenfolge und Regeln.Um das Ergebnis korrekt vorherzusagen, müssen Sie alle geltenden Gesetze und Weitergabe-Optionen klar zu verstehen.

Theoretische Grundlagen der

Die wichtigsten Grund Kanonen, die die Elektrolyse zu halten - die Gesetze der Michael Faraday - der berühmte Physiker für seine Arbeit auf dem Gebiet der elektrischen Strom und alle dazugehörigen Prozesse bekannt.

insgesamt zwei Regeln, die jeweils beschreibt das Wesen der Prozesse in der Elektrolyse.

erste Gesetz

ersten Faradayschen Gesetz wird die Formel wie m geschrieben = kI * At, ist wie folgt.

Masse Substanz an der Elektrode ausgestoßen wird, direkt proportional zu dem Strom, der durch den Elektrolyten geleitet.

Die Formel zeigt, dass die m - ist die Masse der Materie, I - Strom & Delta; t - Zeit, in der sie übergeben wurde.Es gibt auch einen Wert k, die aufgerufen wird, die elektrochemische äquivalenten Verbindung.Dieser Wert hängt von der Natur der Verbindung selbst.Numerisch, k die Schütt Substanz, die an der Elektrode, indem sie durch den Elektrolyten freigesetzt wird, ist eine Einheit der elektrischen Ladung.

zweite Regel Elektrolyse

zweiten Faradayschen Gesetz, dessen Formel - m = M * I * & Delta; t / n * F, ist wie folgt.Ein elektrochemisches Äquivalent der Verbindung (k) ist direkt proportional zu ihrem Molekulargewicht und umgekehrt proportional der Wertigkeit des Stoffes.

Diese Formel ist das Ergebnis der Entfernung aller United.Es fängt die Essenz des zweiten Hauptsatzes der Elektrolyse.M - Molekulargewicht der Verbindung, I - Stromstärke, verpasste den gesamten Prozess, At - die gesamte Elektrolyse, F - Faraday-Konstante, n - Elektronen, die in den Prozess einbezogen werden.Deren Anzahl gleich der Ladung des Ions ist, die Teilnahme an dem Verfahren.

Faradayschen Gesetz hilft zu verstehen, was die Elektrolyse und die mögliche Gewichtsausbeute zu berechnen, ist das gewünschte Ergebnis zur Vorhersage und beeinflussen den Verlauf des Prozesses.Sie bilden die theoretische Basis der Transformationen.

Konzept der Anode und der Typen

sehr wichtig, die Elektrolyseelektroden.Der ganze Prozess ist abhängig von dem Material, aus dem sie hergestellt sind, deren spezifischer Natur und Eigenschaften.Genauer Daher betrachten wir jeden von ihnen.

Anode - plus oder positive Elektrode.Das heißt eine, die den Pluspol der Spannungsversorgung verbindet.Dementsprechend, um es aus der Elektrolytlösung werden negative Ionen oder Anionen zu bewegen.Sie werden hier zu oxidieren immer einen höheren Oxidationsgrad.- Anionen - Oxidation eine Anode "plus":

Deshalb können wir ein kleines Diagramm, das helfen, erinnern anodische Prozesse zeichnen.Somit gibt es zwei Haupttypen von der Elektrode, je nachdem welche ein bestimmtes Produkt zu verwandeln.

1. unlöslich oder inerte Anode.Solche Art umfasst eine Elektrode, die nur dazu dient, Elektronen und Oxidationsprozesse zu übertragen, aber es wird nicht verbraucht und nicht gelöst.Solche Anoden aus Graphit, Iridium, Platin, Kohlenstoff und so weiter gebildet.Unter Verwendung dieser Elektroden können die Metalle in reiner Gase (Sauerstoff, Wasserstoff, Chlor, usw.) hergestellt werden.
2. löslichen Anoden.Wenn oxidative Prozesse er löst und Einfluss auf das Ergebnis der Elektrolyse.Die Grundkonstruktionsmaterialien für diese Art von Elektrode: Nickel, Kupfer, Cadmium, Blei, Zinn, Zink und andere.Die Verwendung solcher Anoden für die elektrolytische Verfahren Metallen Bedarf Galvanoformung, Schutzschicht gegen Korrosion und so weiter.

Das Wesen aller Prozesse, die an der positiven Elektrode verringert wird, um sicherzustellen, dass die Kategorie des elektronegativste der Potentialwert der Ionen.Ivot warum Anionen Wasserstoffsäuren und Hydroxid-Ionen, und dann das Wasser, wenn es eine Lösung ist.Die Sauerstoff enthaltenden Anionen in einer wässerigen Elektrolytlösung in der Regel nicht an der Anode entladen müssen, da das Wasser macht es schneller, Sauerstoff freizusetzen.

Kathode und seiner Eigenschaften

Kathode - eine negativ geladene Elektrode (aufgrund der Ansammlung von Elektronen auf sie, indem ein elektrischer Strom).Deshalb ist es, um die positiv geladenen Ionen bewegt - Kationen, die Reduktion zu unterziehen, das heißt niedrigeren Oxidationszustand.

Es ist auch angebracht, Schema erinnern: eine Kathode "minus" - Kation - Verwertung.Als Material für die Kathode dienen kann:

• Edelstahl;
• Kupfer;
• Kohlenstoff;
• Messing;
• Eisen;
• Aluminium und jeden.

Es ist an dieser Elektrode ist mit einem sauberen Metallverbindungen, die eine der wichtigsten Möglichkeiten, um sie in der Industrie zu bekommen, ist wieder hergestellt.Es ist auch möglich die Übertragung von Elektronen von der Anode zur Kathode, und wenn die erste - löslich, werden seine Ionen auf der negativen Elektrode reduziert.Hier ist eine Wiederherstellung von Kationen zu Wasserstoffgas H2.Daher ist eine Kathode - ist eines der wichtigsten Teile in der allgemeinen Systematik der Prozess der Elektrolyse Substanzen.

Elektrolyse von geschmolzenem

Begriffe der Chemie Reporting-Prozess hat seine Gleichung.Mit ihm können Sie den ganzen Plan auf dem Papier darstellen und vorhersagen, das Ergebnis.Das Wichtigste, was Sie achten sollten - die An- oder Abwesenheit von Wasser Umwelt und der Art der Anode (lösliche oder nicht).

Wenn notwendig, die folgenden Produkte erhalten: Alkali- und Erdalkalimetalle, Laugen, Aluminium, Beryllium, Gase aus sauerstoffhaltigen Anionen, dann kann es eine Frage über die Elektrolyse der Elektrolytlösung sein.Nur schmelzen, da sonst erforderlichen Verbindungen fehlschlagen.Deshalb ist die Industrie häufig zu synthetisieren, die diese Stoffe, mit ihren wasserfreien Salzen und Hydroxiden.

die ganze Gleichung der Schmelzflusselektrolyse ist ganz einfach und Standard.Zum Beispiel, wenn wir in Betracht ziehen und es Kaliumiodid, folgt die Form als sein:

KI = K + + I-

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

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

Ergebnis der: KI = K + I2.

Ähnlich Elektrolyse kein Metall unabhängig von ihrer Elektrodenpotential aufgezeichnet.

Elektrolyse wässriger Lösungen

der Fall von Elektrolytlösungen, wird das Ergebnis des Prozesses sehr unterschiedlich sein.Schließlich wird das Wasser immer ein aktiver Teilnehmer.Es ist auch in der Lage ist zu dissoziieren in Ionen und von den Elektroden abgeführt.Daher ist in solchen Fällen wichtig, Elektrodenpotential der Ionen.Die negativen Werte darunter, desto wahrscheinlicher ist die schnellere Oxidation oder Reduktion.

Elektrolyse wässriger Lösungen unterliegt mehreren Regeln, die vergessen werden sollte.

1. Anodenprozesse: Entladungs ​​Anionen nur Wasserstoffsäuren (außer Fluss).Wenn einem Sauerstoffionen oder Fluorid-Ion, dann Wasser wird oxidiert werden, um Sauerstoff freisetzen.
2. kathodische Prozesse sind Metalle in der elektrochemischen Spannungsbereich (bis zu und einschließlich Aluminium) auf der Kathode kann durch die hohe chemische Aktivität wiederhergestellt werden.Dies macht das Wasser, um Wasserstoff freizusetzen.Metalle aus Aluminium, um Wasserstoff gleichzeitig mit Wasser, um einfache Substanzen restauriert.Solche, die nach dem Wasserstoff in der elektrochemischen Reihe (niedrige Aktivität) sind, werden einfach mit den einfachen Substanzen reduziert.

Wenn Sie diese Regeln befolgen, können wir jede Elektrolyse darstellen und berechnen Ausbeute.Im Fall eines löslichen Anodenkreis variiert und wird viel komplizierter.

Elektrolyse Salze

Diese Prozesse werden verwendet, um reine Metalle und Gase zu erzeugen, wie dies technisch einfach und wirtschaftlich vorteilhaft.Zusätzlich können die Produkte mit einem hohen Reinheitsgrad, was wichtig ist.

Beispiel Kupferelektrolyse kann schnell in einer reinen Form erhalten, ist es aus einer Lösung von jedem Salz.Das am häufigsten verwendete Kupfersulfat oder Kupfersulfat (II) - CuSO4.

Wie zu schmelzen, und die Lösung des Salzes kann reines Metall, das in nahezu allen Bereichen der Elektrotechnik und Metalltechnik so notwendig ist, extrahiert werden.

Wert und Antragsverfahren

Elektrolyse - ein sehr wichtiger Prozess.Auf der Grundlage einer solchen notwendigen basierten technischen Betrieb als:

1. Metallveredelung.
2. Elektroextraktion.
3. Galvanotechnik.
4. Elektrosynthese.
5. Korrosionsschutzbeschichtung und andere.