pikka aega, inimesed ei saanud palju puhaste ainete vabas vormis.Nagu näiteks:
- metallid;
- leelise;
- kloori;
- vesinik;
- vesinikperoksiidi;
- orgaanilise kloori ja teised.
Nad said kas rohkesti lisandeid, millest oli võimatu vabaneda, või mitte sünteesitud üldse.Aga ühendus on väga oluline kasutada tööstuses ja igapäevaelus.Kuid avastamist protsess nagu elektrolüüs, probleem oli lahendatud tohutu ulatusega.Täna on kasutada mitte ainult sünteesi, vaid ka paljude teiste protsesside.
Mis on elektrolüüs?Kuna see juhtub, mõningate etappide moodustunud, milline on peamine eelis on see meetod, püüda mõista käigus artikkel.
Mis on elektrolüüs?
Et sellele küsimusele vastata, tuleb esmalt püüda mõista, terminoloogia ja mõned füüsikaliste ja keemiliste mõisted.
- DC - suunatud voolu elektronid tekitatav allikas elektrit.
- elektrolüütide - aine lahendus, mis on võimeline läbi viima elektrit.
- elektroodid - andmed teatud materjalid on omavahel ühendatud elektrivõrguga läbi ise (anoodi ja katoodi).
- redoksreaktsiooni - protsess, mille käigus muutus oksüdatsiooni osalejatele.See tähendab, mõned ioonid oksüdeeruvad ja suurendada väärtust oksüdatsiooniastme, samas kui teised on vähendatud, langetades.
mõista kõiki neid termineid, on võimalik vastata küsimusele, mis on elektrolüüsi.See redoks protsess, mis sisaldab läbib alalisvool läbi elektrolüüdi lahuse ja lõpetatakse vabastamist erinevaid tooteid elektroodidel.
lihtne paigaldus, mis võib nimetada electrolyzer sisaldab mõned komponendid:
- kaks klaasi elektrolüüdi;
- praegune allikas;
- kaks elektroodi on ühendatud üksteisega.
Tööstus kasutab palju keerulisem automatiseeritud konstruktsioon, mis võimaldab saada suure hulga tooteid - elektrolüüsi vanni.
elektrolüüsiprotsessi on üsna keeruline, arvestades mitmeid teoreetilisi seadusi ja voolab kehtestatud korra ja reeglid.Et õigesti ennustada tulemust, siis tuleb selgelt mõista kõiki seadusi ja möödaminnes võimalusi.
teoreetilised alused
Kõige olulisem põhiõiguste kaanonid, mis hoiavad elektrolüüsi - seaduste Michael Faraday - kuulus füüsik tuntud oma töö valdkonnas elektrivool ja kõik selle juurde kuuluvad protsessid.
kokku kaks reeglit, millest igaüks kirjeldab sisuliselt protsesside elektrolüüsi.
esimene seadus
esimene Faraday, valem kirjutatakse m = kI * At, on järgmine.
mass aine väljuma elektrood on otseselt proportsionaalne elekter, mis läbib elektrolüüti.
valem näitab, et m - mass asja, I - voolutugevus, At - aeg, mille jooksul ta oli möödas.Olemas on ka väärtus k, mida nimetatakse elektrokeemilise samaväärse ühendit.See väärtus sõltub, milline ühend ise.Arvuliselt k on suurem aine, mis vabaneb elektrood läbib elektrolüüt ühik laeng.
sekundi reegel elektrolüüsi
teine Faraday, mille valemis - m = M * I * At / n * F, on järgmine.Elektrokeemiline ekvivalent ühendit (k) on võrdeline molaarmassist ja pöördvõrdeline valentsiga aine.
See valem on tingitud tühistamise kõik Ameerika.See lööb sisuliselt teine seadus elektrolüüsi.M - molaarmass ühendit, I - voolutugevus, katkestatud kogu protsessi, At - kogu elektrolüüs, F - Faraday arv, n - elektronide mis on protsessi kaasatud.Nende arv on võrdne laengu iooni, protsessis osaleda.
Faraday aitab mõista, mis on elektrolüüs, ja arvutada võimaliku intressi massist, soovitud tulemus on prognoosida ja mõjutada protsessi käigus.Nad moodustavad teoreetilise aluse muutusi.
mõiste anoodi ja liigid
väga oluline, et oleks elektrolüüsi elektroodide.Kogu protsess sõltub materjali, millest nad on tehtud, nende eripära ja omadused.Seetõttu arvame, täpsemalt igaüks neist.
anoodi - pluss või positiivse elektroodi.See on üks, mis ühendab "+" poolus toide.Seega, et see on elektrolüüdi lahuses liiguvad negatiivseid ioone või anioone.Nad oksüdeerib siit saada suurema oksüdatsiooni.
Seega saame teha natuke diagramm, mis aitab meeles pidada diferentsiaal protsessid: anoodi "pluss" - anioonide - oksüdatsiooni.Seega on olemas kaks peamist tüüpi elektroodi, sõltuvalt sellest, kumb omakorda ühe konkreetse tootega.
- lahustumatu või inertanoodi.Sellist tüüpi sisaldab elektroodi, mis on mõeldud vaid üle elektronid ja oksüdatsiooni protsesse, aga see ei tarbita mitte lahustunud.Sellised protektorkaitsmed valmistatud grafiidist, iriidiumi, plaatina, süsiniku ja nii edasi.Kasutades neid elektroodid, metallid võimalik toota puhtad gaasid (hapnik, vesinik, kloor ja nii edasi).
- lahustuv anoodid.Kui oksüdatiivse protsesside ta lahustub ja tulemust mõjutada elektrolüüsi.Aluselised konstruktsioonimaterjalid seda tüüpi elektroodi: nikkel, vask, plii, tina, tsink ja teised.Selliste anodes vajalikud elektrolüüsi metallid, elektrolüütiline korrosiooni ja nii edasi.
Sisuliselt kõik protsessid toimuvad positiivne elektrood on vähendada, et tagada kategooria kõige elektronegatiivsem võimaliku väärtuse ioone.Ivot miks anioonidele vesinik happed ja hüdroksiidioonid ja seejärel vette, kui see on lahus.Hapnikku sisaldavad anioonide vesipõhises elektrolüüdi lahust üldiselt ei vabasta anoodil, kuna vesi teeb seda kiiremini, vabastades hapnikku.
katoodi ja selle omadusi
katood - on negatiivselt laetud elektroodi (kuhjumise tõttu elektronide peal sooritades elektrivool).See on põhjus, miks see liigub positiivselt laetud ioonid - katioonid, mis läbivad vähendamine, st madalam oksüdeerunud olekusse.
Samuti on asjakohane meeles pidada kava: katoodi "miinus" - meedia - taastumine.Selle materjali katoodi võib olla:
- roostevabast terasest;
- vask;
- süsinik;
- messing;
- raud;
- alumiiniumist ja mitmesugused.
on selles elektroodi taastada puhta metalli ühendid, mis on üks peamisi viise, kuidas saada neid tööstuses.Samuti on võimalik üleandmise elektronid anoodilt katoodile ja kui esimene - lahustuva selle ioone taandatakse negatiivsetel elektroodi.Siin on taastamise katioonid gaasiline vesinik H2.Seetõttu katoodi - on üks tähtsamaid osi üldskeemi protsessi elektrolüüsi aineid.
elektrolüüsi sula
poolest keemia aruandluse protsess on tema võrrand.Mis, sa ei esinda kogu kava paberil ja ennustada tulemust.Kõige olulisem asi, mida sa peaksid pöörama tähelepanu - olemasolu või puudumine veekeskkonna ja anoodi tüübile (lahustuv või mitte).
Kui vaja saada järgmised tooted: leelis- ja leelismuldmetallide metallide, aluste, alumiinium, berülliumi, gaaside hapnikku sisaldavad anioonide, siis ei saa olla küsimus elektrolüüs elektrolüüt lahendus.Just sulama, sest muidu vaja ühendused ei toimi.Seetõttu on tööstuses sageli sünteesida need ained, kasutades oma kuiva veevaba soola ja hüdroksiidid.
kogu võrrand sula elektrolüüs on üsna lihtne ja standard.Näiteks, kui me arvestame ja salvestada see kaaliumjodiidi, kujul on järgmine:
KI = K + + I-
katood (K) "-": K + 1st = R0
anood (A) + ":2I- - 2e = I20
tulemused: KI = K + I2.
Samamoodi elektrolüüs on salvestatud mõne metalli sõltumata selle elektroodi potentsiaali.
elektrolüüsi vesilahused
puhul elektrolüütide lahuseid, tulemus protsess on üsna erinevad.Lõppude lõpuks, vesi on muutumas aktiivseks osalejaks.Samuti on võimeline dissotsieeruvate ioneiksi ja väljubtatakse elektroode.Seetõttu peab sellistel juhtudel oluline elektroodi potentsiaal ioone.Negatiivse väärtuste all, seda tõenäolisem on kiirem oksüdeerumise või vähendamist.
elektrolüüsi vesilahuste suhtes mitmeid eeskirju, mida tuleb meeles pidada.
- anoodi protsessid: heakskiidu ainult anioonidele vesinikku hapete (välja arvatud vesinikfluoriid-).Kui hapniku iooni või fluoriidioonil, seejärel veega oksüdeerub vabastama hapnikku.
- Katoodiline protsessid metallide elektrokeemilise pinge vahemik (kuni alumiiniumist) katoodil ei saa taastada tõttu kõrge keemiline aktiivsus.See muudab vee vabastamiseks vesinik.Metallid alumiiniumist vesiniku taastada samaaegselt vee lihtsaid aineid.Need, kes on pärast hüdrogeenimisel elektrokeemilise series (madal aktiivsus), on kergesti redutseerida lihtsad ained.
Kui te järgite neid reegleid, saame kujutada mingit elektrolüüsi ja arvutada saagikuse.Juhul lahustuva anoodi vooluringi suur ja muutub palju keerulisem.
Elektrolüüs soolad
Need protsessid on tootmiseks kasutatud puhas metall ja gaasid, kui see on tehnoloogiliselt lihtne ja majanduslikult kasulik.Lisaks toodetel on suure puhtusastmega, mis on oluline.
Näiteks elektrolüüsi vask võib kiiresti saada see puhtal kujul lahusest tahes soola.Levinuim vasksulfaat või vasksulfaat (II) - CuSO4.
Kuidas sulatada ning saadud soolalahuse saab eraldada puhas metall, mis on äärmiselt vajalik peaaegu kõikides sektorites elektrotehnika ja metallitööstuse.
väärtus ja taotlemise protsess
Elektrolüüs - väga oluline protsess.Tuginedes selline vajadus vastavalt tehniliste toimingute:
- metalli töötlemine.
- electroextraction.
- Galvaaniline.
- Electrosynthesis.
- korrosioonitõrjekatet ja teised.
