Ki sa ki se electrolysis? anodik la ak katod. pwosesis fizikochimik-pwodui chimik

Pou yon tan long moun ki pa t 'jere yo ka resevwa yon anpil nan sibstans ki sou pi bon kalite nan fòm lan gratis. Tankou pou egzanp:

• metal;
• Alkaline;
• kloro;
• idwojèn;
• oksijene idwojèn;
• òganik klò ak lòt moun.

Yo te resevwa swa yon kontni segondè nan enpurte, ki soti nan ki li te enposib yo debarase m de, oswa ou pa sentèz nan tout. Men, koneksyon an se trè enpòtan pou itilize nan endistri yo ak lavi chak jou. Men, avèk dekouvèt la nan yon pwosesis tankou electrolysis elektwoliz, li te yon travay nan pwopòsyon menmen te rezoud. Jodi a li se itilize pa sèlman pou sentèz, men tou pou lòt pwosesis anpil.

Ki sa ki se electrolysis? Kòm bagay sa yo rive, gen kèk nan premye etap yo ranmase kò l ', ki sa ki avantaj nan prensipal nan metòd sa a, eseye konprann kou a nan atik la.

Ki sa ki se electrolysis?

Pou reponn kesyon sa a, nou dwe premye chèche konprann tèminoloji a ak kèk debaz konsèp fizik ak chimik.

1. DC - yon kouran dirije nan elektwon ki soti nan nenpòt sous nan elektrisite.
2. Elektwolit - sibstans, solisyon nan ki se kapab nan fè yon kouran elektrik.
3. Elektwòd - asyèt ki gen sèten materyèl, konekte, ki pase elektrisite nan tèt yo (anodik ak katod).
4. Reyaksyon an oksido - yon pwosesis nan ki gen yon chanjman nan degre nan oksidasyon nan patisipan yo. Ki se, se kèk iyon oksidasyon ak ogmante valè a nan degre nan oksidasyon, pandan ke lòt moun yo redwi, bese li.

Èske w gen klarifye tout nan tèm sa yo, ou ka reponn kesyon an nan sa ki electrolysis elektwoliz. pwosesis oksido sa a, comprenant pase yon aktyèl dirèk nan solisyon an elektwolit epi li se sispann pa liberasyon an nan pwodwi diferan nan elektwòd yo.

Fasil enstalasyon, sa ki ka dwe rele electrolyzer, enplike nan eleman sèlman yon kèk:

• de linèt ak yon elektwolit;
• yon sous aktyèl;
• de elektwòd yo konekte.

Endistri a sèvi ak yon konsepsyon pi plis konplèks otomatik ki fonksyone, sa ki pèmèt yo jwenn yon gwo kantite pwodwi - basen electrolysis elektwoliz.

pwosesis electrolysis elektwoliz se jistis konplèks, se sijè a plizyè lwa teyorik e ki rantre kòm selon lòd la ak règ yo. Kòrèkteman predi rezilta a, tout lwa yo ak posib pasaj yo dwe aprann byen.

Fondasyon yo teyorik nan pwosesis la

artifisyèl ki pi enpòtan fondamantal ki te sou repoz electrolysis elektwoliz - lwa yo nan Michael Faraday - fizisyen a pi popilè, li te ye pou l 'travay nan jaden an nan aktyèl elektrik ak tout pwosesis akonpaye.

Tout règ sa yo de, chak nan yo ki dekri sans nan pwosesis yo nan electrolysis elektwoliz la.

Lwa a premye

premye Lwa a nan Faraday, fòmil la nan ki se ekri tankou m = KI * Δt, se jan sa a.

sibstans Mass egzeyate nan electrodes a se pwopòsyonèl dirèkteman avèk elektrisite, ki te mache nan tout elektwolit la.

Fòmil la montre ke m a - se mas la nan materyèl, I - entansite kounye a, Δt - tan pandan ki li se te pase. Te gen ladan tou se valè a nan k, ki te rele ekivalan a electrochemical nan konpoze an. Sa a valè depann sou nati a nan konpoze an tèt li. K se numériquement egal a mas la nan sibstans la ki lage nan electrodes a nan elektwolit a lè pase yon inite nan chaj elektrik.

Règ la dezyèm nan electrolysis elektwoliz

Lwa a dezyèm nan Faraday, fòmil la nan yo ki - m = M * Mwen * Δt / n * F, se jan sa a. Yon ekivalan electrochemical nan konpoze an (k) se pwopòsyonèl dirèkteman avèk mas molè li yo, ak envers pwopòsyonèl nan valence nan sibstans la.

fòmil ki anwo la a se rezilta a nan retrè a nan tout Etazini. Li kaptire sans a nan lwa an dezyèm nan electrolysis elektwoliz. M - molè konpoze mas, I - entansite aktyèl te pase pou tout pwosesis la, Δt - manm tan electrolysis elektwoliz, F - Faraday an konstan, n - elektwon ki te enplike nan pwosesis la. Nimewo yo ki egal a chaj la nan ion a, te patisipe nan pwosesis la.

lwa Faraday a ede konprann ki sa ki electrolysis elektwoliz, ak yo kalkile sede a potansyèl pa pwa, rezilta a vle se nou ka prevwa ak enfliyanse kou a nan pwosesis la. Yo konstitye baz la teyorik nan transfòmasyon yo.

Konsèp la nan anodik la ak kalite li yo

Trè enpòtan se nan elektwòd yo electrolysis elektwoliz. Pwosesis la an antye se depann sou materyèl la soti nan kote yo yo te fè, nati espesifik yo ak pwopriyete. Se poutèt sa, nou konsidere nan plis detay chak nan yo.

Anodik - plis oswa electrodes pozitif. Sa se, yon sèl ki se tache ak "+" poto a nan sous la pouvwa. An konsekans, nan li soti nan solisyon an elektwolit ap deplase iyon negatif oswa anyon. Yo pral oksidasyon isit la, pran yon degre ki pi wo nan oksidasyon.

Se poutèt sa, nou ka trase yon ti kras dyagram ki pral ede sonje pwosesis Anodized: yon anodik "plis" - anyon - oksidasyon. Se konsa, gen de kalite debaz yo nan electrodes la, tou depann ki te sou pral vire yon pwodwi an patikilye.

1. anodik la solubl oswa inaktif. di ki sa yo genyen ladan l yon electrodes ki sèvi sèlman nan transfere elektwon ak pwosesis oksidasyon, sepandan li pa boule epi yo pa fonn. anod sa yo te fè soti nan grafit, Iridyòm, platinum, kabòn ak sou sa. Lè l sèvi avèk elektwòd sa yo, metal yo ka pwodwi nan gaz pi bon kalite (oksijèn, idwojèn, klò ak sou sa).
2. anodik la idrosolubl. Lè pwosesis oksidatif li fonn epi yo kapab afekte rezilta a nan electrolysis elektwoliz la. materyèl debaz yo nan konstriksyon pou sa a ki kalite electrodes: nikèl, kwiv, Kadmyòm, plon, fèblan, zenk ak lòt moun. Lè l sèvi avèk anod sa yo bezwen pou electrorefining pwosesis nan metal, ELECTROPLATING, kouch pwoteksyon kont korozyon, ak sou sa.

Se sans nan pwosesis yo ki fèt nan electrodes a pozitif redwi nan yo ekzeyate iyon pi elèktronegatif aktivman potansyèl yo. Ivot poukisa anyon asid idwojèn ak SODIUM ion, ak Lè sa dlo a, si li se yon solisyon. Oksijèn ki gen anyon nan yon solisyon elektwolit akeuz, jeneralman nan anodik la se pa sa egzeyate, depi dlo a fè li pi vit, divilge oksijèn.

katod la ak karakteristik li yo

katod la - se yon electrodes gen chaj negatif (akòz akumulasyon nan elektwon sou li lè yon kouran elektrik). Se pou rezon sa l 'k ap deplase pozitivman chaje iyon - caption ki ap sibi reyabilitasyon, ki se, diminye degre nan oksidasyon.

Genyen tou enpòtan sonje konplo katod "mwens" - cation - gerizon. Kòm materyèl la pou katod an gen ladan:

• asye pur;
• kòb kwiv mete;
• kabòn;
• kwiv;
• fè,
• aliminyòm ak lòt moun.

Li se sou electrodes sa a rive metal gerizon nan sibstans ki sou pi bon kalite, ki se youn nan metòd prensipal pou pwodwi yo endustriyalize. Li posib tou transfè a nan elektwon soti nan anodik la katod la, epi si premye a - idrosolubl, iyon li yo ki ap redwi sou electrodes a negatif. Isit la gen yon restorasyon nan caption idwojèn gaz H _2. Se poutèt sa, katod a - se youn nan pati ki pi enpòtan nan konplo a an jeneral nan electrolysis elektwoliz nan sibstans ki sou.

electrolysis elektwoliz nan fonn

Soti nan opinyon an nan pwosesis chimik anba konsiderasyon gen ekwasyon li yo. Avèk li posib yo reprezante kous la antye sou papye ak nou ka prevwa rezilta. Bagay ki pi enpòtan ou ta dwe peye atansyon a - prezans la oswa absans nan anviwònman an akwatik ak kalite a nan anodik la (idrosolubl oswa ou pa).

Si sa nesesè yo jwenn pwodwi sa yo: alkali ak asid tè metal, Alkaline, aliminyòm, BERYLLIUM, anyon nan gaz oksijèn ki gen pa ka Lè sa a, yon kesyon sou electrolysis elektwoliz la nan solisyon an elektwolit. Jis fonn, paske koneksyon otreman mande pa pral travay. Se pou rezon sa nan endistri a souvan sentèz sibstans ki sou sa yo, lè l sèvi avèk yo sèk sèl anidrit ak idroksid.

An jeneral, fonn ekwasyon electrolysis elektwoliz se byen senp ak estanda. Pou egzanp, si nou konsidere epi ekri li pou yode potasyòm, gade nan yo pral bagay sa yo:

KI = K ^{+ +} I ^-

katod a (K) "-" K ⁺ K + 1 e = ⁰

anodik la ^{(A) "+": 2Mwen - -} 2E = mwen ₂ ⁰

Pwosesis Rezilta: KI = K + Mwen _2.

Menm jan tou, electrolysis elektwoliz pral anrejistre nenpòt metal kèlkeswa potansyèl electrodes li yo.

Electrolysis nan solisyon an akeuz

Lè li rive lektwolit solisyon, rezilta a nan pwosesis la yo pral byen diferan. Apre yo tout, dlo ap vin yon patisipan aktif. Li se tou ki kapab disosyasyon nan iyon ak egzeyate nan elektwòd yo. Se poutèt sa, nan ka sa yo enpòtan electrodes potansyèl iyon. Pase negatif li yo valè pi ba, pi gwo a chans pou oksidasyon pi rapid oswa rediksyon.

Electrolysis nan solisyon an akeuz se sijè a plizyè règleman ki dwe memorize.

1. Pwosesis Anodized: egzeyate sèlman anyon nan asid idwojèn (eksepte idwojèn fliyò). Si yon ion oksijèn oswa fliyò ion, Lè sa a, dlo dwe soksid lage oksijèn.
2. Pwosesis yo katodik: electrowinning metal nan seri a electrochemical (jiska ak enklizif nan aliminyòm) sou katod a pa kapab retabli akòz aktivite a pwodui chimik segondè. Sa fè dlo a lage idwojèn. Meto soti nan aliminyòm idwojèn retabli ansanm ak dlo a sibstans ki sou senp. Moun sa yo ki ki apre idwojèn nan seri a electrochemical (aktivite ki ba), fasilman sibi rediksyon a sibstans ki senp.

Si ou swiv règleman sa yo, nou ka montre nenpòt electrolysis elektwoliz ak kalkile sede a. Nan ka a nan yon kous anodik idrosolubl varye ak vin pi plis konplike.

sèl electrolysis elektwoliz

pwosedi sa yo yo te itilize pou jwenn metal pi bon kalite ak gaz, depi li se teknoloji ki senp epi ekonomikman avantaje. Anplis de sa, pwodwi yo vini ak yon wo degre de pite, ki se enpòtan.

Pou egzanp, electrowinning an kwiv ka byen vit jwenn li nan fòm pi ki sòti nan yon solisyon nan nenpòt ki sèl. pi souvan itilize silfat kwiv oswa kwiv silfat la (II) - CuSO _4.

Kòm ka yon fonn oswa solisyon nan sèl la dwe extrait metal pi bon kalite, ki se konsa nesesè yo nan nòmalman tout sektè nan elektrik ak jeni an metal.

Sa vle di ak aplikasyon pwosesis

Electrolysis - yon pwosesis ki trè enpòtan. Nan baz li yo baze yo nesesè operasyon yo teknik, tankou:

1. metal raffinage.
2. Electroextraction.
3. ELECTROPLATING.
4. Electrosynthesis.
5. Aplikasyon an nan penti anti-korozyon ak lòt moun.