un lungo periodo di tempo, la gente non poteva ottenere un sacco di sostanze pure in forma libera.Come ad esempio: i metalli
- ;
- alcali;
- cloro;
- idrogeno;
- perossido di idrogeno;
- cloro organico e altri.
Hanno ricevuto entrambi un alto contenuto di impurità, da cui era impossibile sbarazzarsi di, o no sintetizzati affatto.Ma la connessione è molto importante per l'industria e vita quotidiana.Tuttavia, con la scoperta di un processo come elettrolisi, il problema è stato risolto da una scala enorme.Oggi è utilizzato non solo per la sintesi, ma anche per molti altri processi.
Qual è l'elettrolisi?Si dà il caso, alcune delle fasi formate, qual è il vantaggio principale di questo metodo, cercare di capire il corso dell'articolo.
Che cosa è l'elettrolisi?
Per rispondere a questa domanda, dobbiamo prima cercare di capire la terminologia e alcuni concetti fisiche e chimiche fondamentali.
- DC - un flusso diretto di elettroni emessi da qualsiasi fonte di energia elettrica.
- elettrolita - soluzione sostanza che è in grado di condurre elettricità.Elettrodi
- - record di alcuni materiali, interconnessi per l'elettricità passa attraverso se stesso (anodo e catodo).
- reazione di ossidoriduzione - un processo attraverso il quale un cambiamento nei partecipanti di ossidazione.Cioè, alcuni ioni ossidano e aumentare il valore del grado di ossidazione, mentre altri sono ridotti, abbassandolo.
comprendere tutti questi termini, è possibile rispondere alla domanda che è l'elettrolisi.Questo processo redox comprendente passare una corrente attraverso la soluzione elettrolitica e termina con il rilascio di prodotti diversi agli elettrodi.
semplice installazione, che può essere chiamato l'elettrolizzatore include alcuni componenti:
- due bicchieri con l'elettrolita;
- generatore di corrente;
- due elettrodi sono collegati tra loro.
L'industria utilizza un design automatizzati molto più complesso, che permette di ricevere un gran numero di prodotti - vasche di elettrolisi.
Il processo di elettrolisi è piuttosto complicato, soggetta a una serie di leggi teorici e scorre attraverso l'ordine e le regole stabilite.Di prevedere correttamente l'esito, è necessario comprendere chiaramente tutte le leggi e le opzioni di passaggio.
fondamenti teorici di
Le principali canoni fondamentali che tengono l'elettrolisi - le leggi di Michael Faraday - il famoso fisico noto per il suo lavoro nel campo della corrente elettrica e di tutti i suoi processi di accompagnamento.
totale di due regole, ciascuna delle quali descrive l'essenza dei processi nel elettrolisi.Legge prima legge
prima di Faraday, la formula è scritto come m = kI * Dt, è il seguente.
massa di sostanza scaricata in corrispondenza dell'elettrodo è direttamente proporzionale alla corrente elettrica, che passa attraverso l'elettrolita.
La formula dimostra che il m - è la massa della materia, I - corrente, Dt - durante il quale è stato passato.Vi è anche un valore k, che è chiamato il composto equivalente elettrochimico.Questo valore dipende dalla natura del composto stesso.Numericamente, k è la sostanza rinfusa, che viene rilasciata in corrispondenza dell'elettrodo passando attraverso l'elettrolita è una unità di carica elettrica.
seconda regola elettrolisi
legge secondo di Faraday, la cui formula - m = M * I * Dt / n * F, è la seguente.Un equivalente elettrochimico del composto (k) è direttamente proporzionale alla sua massa molare e inversamente proporzionale alla valenza della sostanza.
Questa formula è il risultato del ritiro di tutti Unite.Si coglie l'essenza della seconda legge di elettrolisi.M - massa molare del composto, I - attuale forza, perdere l'intero processo, Dt - l'intera elettrolisi, F - Faraday costanti, n - gli elettroni che sono coinvolti nel processo.Il loro numero è uguale alla carica dello ione, partecipare al processo.Legge di Faraday
aiuta a comprendere ciò che è l'elettrolisi, e di calcolare l'eventuale resa in peso, il risultato desiderato è quello di prevedere e influenzare il corso del processo.Essi costituiscono la base teorica delle trasformazioni.
concetto di anodo e il tipo
molto importante avere gli elettrodi di elettrolisi.L'intero processo dipende dal materiale di cui sono fatti, la loro natura e le proprietà specifiche.Pertanto, consideriamo più in dettaglio ciascuno di essi.
Anodo - più o elettrodo positivo.Questo è uno che unisce il polo '+' dell'alimentazione.Di conseguenza, a partire dalla soluzione elettrolitica si sposterà ioni negativi o anioni.Essi ossidare qui ottenere un grado di ossidazione più alto.
Pertanto, siamo in grado di disegnare un piccolo schema che vi aiuterà a ricordare i processi anodici: un anodo "plus" - anioni - ossidazione.Così, ci sono due tipi principali dell'elettrodo, a seconda che si trasformerà un determinato prodotto.
- anodo insolubile o inerte.Tale tipo comprende un elettrodo che serve solo a trasferire elettroni e processi di ossidazione, tuttavia non si consuma e non disciolto.Tali anodi sono costituiti da grafite, iridio, platino, carbonio e così via.Utilizzando questi elettrodi, i metalli possono essere prodotti in gas puri (ossigeno, idrogeno, cloro e così via).Anodi solubili
- .Quando i processi ossidativi si dissolve e influenzano il risultato della elettrolisi.I materiali di base di costruzione di questo tipo di elettrodo: nickel, rame, cadmio, piombo, stagno, zinco ed altri.L'uso di tali anodi necessari per i metalli processo elettrolitico, elettroformatura, rivestimento protettivo contro la corrosione e così via.
L'essenza di tutti i processi che si svolgono presso l'elettrodo positivo è ridotto al fine di garantire che la categoria dei più elettronegativo del valore potenziale degli ioni.Ivot perché farlo anioni acidi idrogeno e ioni idrossido, e poi l'acqua, se si tratta di una soluzione.Gli anioni contenenti ossigeno in una soluzione elettrolitica acquosa generalmente non scaricano all'anodo, come l'acqua rende più veloce, liberando ossigeno.
catodo e le sue caratteristiche
catodici - è un elettrodo carico negativamente (dovuto all'accumulo di elettroni su di esso facendo passare una corrente elettrica).È per questo che si muove agli ioni caricati positivamente - cationi che subiscono riduzione, cioè stato di ossidazione più basso.
È inoltre opportuno ricordare schema: un catodo "meno" - cazione - recupero.Come materiale per il catodo può servire: acciaio inossidabile
- ;
- di rame;
- carbonio;
- in ottone;
- ferro;Alluminio
- indistintamente.
E 'a questo elettrodo viene ripristinato un composti metallici puliti, che è uno dei principali modi per ottenere loro nel settore.E 'anche possibile il trasferimento di elettroni dal al catodo, e se il primo - solubile, suoi ioni vengono ridotti sull'elettrodo negativo.Qui è una restaurazione di cationi a H2 gas idrogeno.Pertanto, un catodo - è una delle parti più importanti nell'economia generale del processo di elettrolisi sostanze.
elettrolisi di fuso termini
del processo di rendicontazione chimica ha la sua equazione.Con esso, è possibile rappresentare l'intero schema su carta e prevedere l'esito.La cosa più importante che si dovrebbe prestare attenzione - la presenza o assenza di acqua e ambiente del tipo di anodo (solubili o meno).
Se necessario per ottenere i seguenti prodotti: metalli alcalini e alcalino-terrosi, alcali, alluminio, berillio, i gas di anioni contenenti ossigeno, allora non ci può essere una domanda circa l'elettrolisi della soluzione elettrolitica.Basta sciogliere perché le connessioni altrimenti necessari sicuro.Ecco perché l'industria spesso sintetizzare queste sostanze, utilizzando le loro sali anidri secco e idrossidi.
l'intera equazione di elettrolisi fusione è abbastanza semplice e standard.Ad esempio, se consideriamo e registriamo per ioduro di potassio, il modulo sarà il seguente:
KI = K + + I-
catodo (K) "-": K + 1 = R0
anodo (A) '+':2I- - 2e = I20
Esito: KI = K + I2.
Analogamente elettrolisi viene registrato alcun metallo indipendentemente dal suo potenziale di elettrodo.
elettrolisi di soluzioni acquose
caso delle soluzioni elettrolitiche, il risultato del processo sarà molto diverso.Dopo tutto, l'acqua sta diventando un partecipante attivo.È anche in grado di dissociare in ioni e scaricata dagli elettrodi.Pertanto, in tali casi importante potenziale di elettrodo degli ioni.I valori negativi al di sotto, più è probabile che l'ossidazione più rapida o riduzione.
elettrolisi di soluzioni acquose è soggetto a diverse regole, che devono essere ricordati.I processi di anodo
- : scarico anioni solo acidi idrogeno (tranne fluoridrico).Se uno ione ossigeno o ione fluoruro, poi l'acqua viene ossidato a rilasciare ossigeno.Processi
- catodica sono metalli nell'intervallo tensione elettrochimica (fino ae includendo alluminio) sul catodo non può essere ripristinato a causa della elevata attività chimica.Ciò rende l'acqua per liberare idrogeno.Metalli di alluminio per l'idrogeno ripristinare contemporaneamente con l'acqua di sostanze semplici.Quelli che sono, dopo l'idrogeno nella serie elettrochimica (bassa attività), sono facilmente ridotti alle sostanze semplici.
Se si seguono queste regole, siamo in grado di rappresentare qualsiasi elettrolisi e calcolare la resa.Nel caso di un circuito dell'anodo solubile varia e diventa molto più complicato.
Elettrolisi sali
Questi processi sono utilizzati per la produzione di metalli puri e gas, in quanto questo è tecnologicamente semplice ed economicamente vantaggioso.Inoltre, i prodotti sono dotati di un elevato grado di purezza, che è importante.
esempio, l'elettrolisi di rame può ottenere rapidamente in una forma pura da una soluzione di qualsiasi sale.Il solfato di rame o rame solfato più comunemente usato (II) - CuSO4.
Come fondere, e dalla soluzione del sale può essere estratto metallo puro, che è così necessario in quasi tutti i settori dell'ingegneria elettrica e metalmeccanica.
valore e l'applicazione di processo
Elettrolisi - un processo molto importante.Sulla base di tali operazioni tecniche necessarie basate come:
- raffinazione dei metalli.
- electroextraction.
- Galvanotecnica.
- elettrosintesi.
- rivestimento anticorrosivo ed altri.
