Wat is elektrolyse?

een lange tijd, konden de mensen niet veel zuivere stoffen krijgen in de vrije vorm.Zoals bijvoorbeeld:

• metalen;
• alkali;
• chloor;
• waterstof;
• waterstofperoxide;
• organische chloorverbindingen en anderen.

Ze kregen ofwel een hoog gehalte aan verontreinigingen, waarvan het onmogelijk om zich te ontdoen van, of helemaal niet gesynthetiseerd was.Maar de verbinding is zeer belangrijk voor de industrie en het dagelijkse leven.Echter, met de ontdekking van een werkwijze zoals elektrolyse, werd het probleem opgelost door grote schaal.Tegenwoordig wordt niet alleen gebruikt voor de synthese, maar ook voor vele andere processen.

Wat is elektrolyse?Toevallig aantal van de gevormde fasen, wat het belangrijkste voordeel van deze werkwijze probeert om het verloop van het artikel te begrijpen.

Wat is elektrolyse?

Om deze vraag te beantwoorden, moeten we eerst proberen de terminologie en een aantal fysische en chemische concepten te begrijpen.

1. DC - een gerichte stroom van elektronen uitgezonden door een bron van elektriciteit.
2. Elektrolyt - stof oplossing die in staat is om elektriciteit te geleiden.
3. elektroden - verslagen van bepaalde materialen, verbonden aan de elektriciteit doorheen zelf (anode en kathode).
4. redoxreactie - een proces waarbij een verandering in de oxidatie deelnemers.Dat wil zeggen, sommige ionen oxideren en verhoging van de waarde van de mate van oxidatie, terwijl anderen worden verminderd, laten zakken.

begrijp al deze voorwaarden, is het mogelijk om de vraag die elektrolyse te beantwoorden.Deze redox proces omvattende het voeren van een directe stroom door de elektrolytoplossing en wordt beëindigd door de introductie van verschillende producten op de elektroden.

eenvoudige installatie, die de electrolyzer genoemd kan worden voorzien van een paar onderdelen:

• twee glazen met de elektrolyt;
• huidige bron;
• twee elektroden zijn met elkaar verbonden.

De industrie maakt gebruik van een veel complexere geautomatiseerde ontwerp, waardoor grote aantallen producten te ontvangen - elektrolyse baden.

Het elektrolyseproces vrij ingewikkeld, met een aantal theoretische wetten en stroomt door de gevestigde orde en regels.De uitkomst correct te voorspellen, moet u goed begrijpen alle wetten en passerende opties.

theoretische grondslagen van

De belangrijkste fundamentele canons dat de elektrolyse te houden - de wetten van Michael Faraday - de beroemde natuurkundige gekend voor zijn werk op het gebied van elektrische stroom en alle bijbehorende processen.

totaal van twee regels, waarvan elk wordt de essentie van de processen in de elektrolyse.

eerste wet

eerste wet van Faraday, wordt de formule geschreven als m = kI * At, is als volgt.

massa van stof bij de elektrode afgegeven is recht evenredig met de stroom die doorheen het elektrolyt.

De formule blijkt dat de m - is de massa van de materie, I - de huidige, At - de tijd waarin het werd aangenomen.Er is ook een waarde k die de elektrochemische equivalente verbinding genoemd.Dit is afhankelijk van de aard van de verbinding zelf.Numeriek, k de massa stof dat vrijkomt bij de elektrode door het passeren door het elektrolyt wordt een eenheid van elektrische lading.

tweede regel elektrolyse

tweede wet van Faraday, de formule die - m = M * I * At / n * F, is als volgt.Een elektrochemische equivalent van de verbinding (k) is direct evenredig met de molaire massa en omgekeerd evenredig met de valentie van de stof.

Deze formule is het resultaat van de terugtrekking van alle United.Het vangt de essentie van de tweede wet van de elektrolyse.M - molmassa van de verbinding I - stroomsterkte, miste het gehele proces, At - de gehele elektrolyse, F - Faraday constante, n - elektronen die betrokken zijn bij het proces.Hun aantal is gelijk aan de lading van het ion, deel te nemen aan het proces.

wet van Faraday helpt te begrijpen wat elektrolyse, en de mogelijke opbrengst gew berekening het gewenste resultaat te voorspellen en invloed op het verloop van het proces.Zij vormen de theoretische basis van de transformaties.

begrip van de anode en de types

zeer belangrijk voor de elektrolyse elektrodes.Het hele proces is afhankelijk van het materiaal waaruit ze zijn gemaakt, hun specificiteit en eigenschappen.Daarom beschouwen we meer in detail elk van hen.

Anode - plus of positieve elektrode.Dat is één die de "+" pool van de voedingsspanning verbindt.Dienovereenkomstig, om deze uit de elektrolytoplossing wordt negatieve ionen of anionen verplaatsen.Zij zullen hier oxideren verkrijgen van een hogere mate van oxidatie.- Anionen - oxidatie een anode "plus":

Daarom kunnen we een beetje diagram dat zal helpen herinneren anode processen te trekken.Aldus zijn er twee hoofdtypen van de elektrode, afhankelijk van een bepaald product zetten.

1. onoplosbaar of inerte anode.Een dergelijk type omvat een elektrode die alleen dient om elektronen en oxidatieprocessen brengen, maar het wordt niet verbruikt en niet opgelost.Zulke anoden zijn vervaardigd uit grafiet, iridium, platina, koolstof enzovoort.Met behulp van deze elektroden, kunnen de metalen worden geproduceerd in zuivere gassen (zuurstof, waterstof, chloor en dergelijke).
2. oplosbare anodes.Toen oxidatieve processen hij lost en invloed op de uitkomst van de elektrolyse.De basis constructiematerialen voor dit type elektrode nikkel, koper, cadmium, lood, tin, zink en andere.Het gebruik van dergelijke anoden voor de elektrolyse metalen, elektrolytisch beschermlaag tegen corrosie, enzovoort.

De essentie van alle processen die plaatsvinden in de positieve elektrode wordt verminderd dat de categorie van de elektronegatieve van de potentiële waarde van de ionen.Ivot waarom Anionen waterstof zuren en hydroxide-ionen, en dan is het water, als het een oplossing.Het zuurstofhoudende anionen in een waterige elektrolytoplossing algemeen niet worden afgevoerd naar de anode, als het water maakt het sneller vrijgeven van zuurstof.

kathode en de kenmerken

kathode - een negatief geladen elektrode (vanwege de accumulatie van elektronen op door een elektrische stroom).Daarom beweegt de positief geladen ionen - kationen die reductie ondergaan, d.w.z. lagere oxidatietoestand.

Het is ook passend schema onthouden: een kathode "min" - catie - herstel.Als materiaal voor de kathode kan dienen:

• roestvrij staal;
• koper;
• koolstof;
• messing;
• ijzer;
• aluminium en iedereen.

Het is op deze elektrode wordt hersteld naar een schone metaalverbindingen, dat is een van de belangrijkste manieren om ze te krijgen in de industrie.Ook kan de overdracht van elektronen van de anode naar de kathode, en als de eerste - oplosbare, worden de ionen gereduceerd op de negatieve elektrode.Hier is een herstel van kationen waterstofgas H2.Daarom is een kathode - is een van de belangrijkste onderdelen in de algemene opzet van het proces van elektrolyse stoffen.

elektrolyse van gesmolten

termen van chemie rapportageproces heeft zijn vergelijking.Met het, kunt u het hele plan op papier te vertegenwoordigen en de uitkomst te voorspellen.Het belangrijkste wat je moet aandacht besteden aan - de aan- of afwezigheid van water milieu en de aard van de anode (oplosbare of niet).

Indien noodzakelijk de volgende producten verkregen: alkali- en aardalkalimetalen, logen, aluminium, beryllium, gassen zuurstof bevattende anionen, dan kan er een vraag over de elektrolyse van de elektrolyt oplossing.Gewoon smelten omdat anders vereiste aansluitingen mislukken.Daarom heeft de industrie veelvuldig synthetiseren deze stoffen, met behulp van hun droge watervrije zouten en hydroxiden.

de hele vergelijking smelt elektrolyse is vrij eenvoudig en standaard.Bijvoorbeeld, als we kijken naar en opnemen van kaliumjodide, de vorm zal zijn als volgt:

KI = K + + I-

kathode (K) "-": K + 1 = R0

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

Resultaat van: KI = K + I2.

Evenzo elektrolyse wordt opgenomen metalen, ongeacht de mogelijke elektrode.

elektrolyse van waterige oplossingen

bij elektrolytoplossingen, zal het resultaat van de werkwijze heel anders.Immers, wordt het water steeds een actieve deelnemer.Ook kan dissociëren in ionen en afgevoerd uit de elektroden.Daarom is in dergelijke gevallen belangrijk elektrodepotentiaal van de ionen.De negatieve waarden eronder, hoe waarschijnlijker het snellere oxidatie of reductie.

elektrolyse van waterige oplossingen is onderworpen aan een aantal regels, die moet worden onthouden.

1. anode processen: ontlading anionen alleen waterstof zuren (behalve waterstoffluoride).Indien een zuurstof ion of fluoride-ion, daarna water wordt geoxideerd tot zuurstofafgifte.
2. kathodische processen metalen in de elektrochemische spanningsbereik (tot en met aluminium) op de kathode kan worden hersteld door de hoge chemische activiteit.Dit maakt het water om waterstof vrij.Metalen uit aluminium om waterstof gelijktijdig gerestaureerd met water tot eenvoudige stoffen.Degenen die na waterstof in de elektrochemische reeks (lage activiteit), worden gemakkelijk gereduceerd tot eenvoudige stoffen.

Als u deze regels te volgen, kunnen we elke elektrolyse portretteren en bereken de opbrengst.In het geval van een oplosbare anode circuit varieert en wordt veel ingewikkelder.

elektrolyse zouten

Deze processen worden gebruikt om zuivere metalen en gassen produceren, omdat dit technologisch eenvoudig en economisch voordelig.Voorts producten komen met een hoge zuiverheidsgraad, wat belangrijk is.

bijvoorbeeld elektrolyse van koper snel in een zuivere vorm te verkrijgen van een oplossing van elk zout.De meest gebruikte kopersulfaat of kopersulfaat (II) - CuSO4.

Hoe te smelten en uit de oplossing van het zout kan worden gewonnen zuivere metaal, die zo nodig in vrijwel alle sectoren van de elektrotechniek en metaal engineering.

waarde en de aanvraagprocedure

Electrolyse - een zeer belangrijk proces.Op basis van deze noodzakelijke basis van technische handelingen zoals:

1. metaalraffinage.
2. electroextraction.
3. Electroplating.
4. elektrosynthese.
5. roestwerende coating en anderen.