Elektroliz nedir? Anot ve katot. Fiziko-kimyasal işlem

Uzun bir süredir insanların serbest formda saf maddelerin bir sürü almak için başaramadı. örneğin Böyle:

• metaller;
• alkaliler;
• kloro;
• hidrojendir;
• hidrojen peroksit;
• organik klor ve diğerleri.

Onlar kurtulmak veya hiç sentezlenmiş değil almak imkansızdı hangi yabancı maddelerin, yüksek bir içeriğe içtiler. Ama bağlantı sanayi ve günlük yaşamda kullanım için çok önemlidir. Ama böyle elektroliz gibi bir sürecin keşfiyle, dev boyutlarda bir görev çözüldü. Bugün sentezi için değil, aynı zamanda birçok diğer süreçler için de kullanılır.

elektroliz nedir? O sırada da, bazı aşamaları bu yöntemin en önemli avantajı vardır makalenin seyrini anlamaya çalışmak ne yığılı.

elektroliz nedir?

Bu soruyu cevaplamak için, öncelikle terminoloji ve bazı temel fiziksel ve kimyasal kavramları anlamaya çalışmalıdırlar.

1. DC - elektrik herhangi bir kaynaktan gelen bir elektron yönlendirilmiş akım.
2. Elektrolit - madde, bir elektrik akımı kontrol edebilen çözeltisi olan.
3. Elektrotlar - kendileri aracılığıyla elektrik geçen birbirine belirli malzemelerin, plaka (anot ve katot).
4. redoks reaksiyonu - bir yöntem olup, burada katılımcı oksitlenme derecesinde bir değişiklik vardır. Yani, bazı iyonların okside ve diğerleri azaltılmıştır düşürür, oksitlenme derecesine değerini arttırır.

Bu terimlerin hepsi açıklık olması, elektroliz nedir sorusuna cevap verebilir. Bu redoks işlemi, elektrolit çözeltisi ile bir doğru akım geçen içeren ve elektrotların farklı ürünlerin tahliye ile sonlandırılır.

elektroliz çağrılabilir Kolay kurulum, sadece birkaç bileşenden oluşur:

• bir elektrolit ile iki bardak;
• Bir akım kaynağı;
• iki elektrot birbirine bağlanır.

elektroliz banyoları - sanayi ürünlerinin çok sayıda elde edilmesine olanak sağlayarak, çok daha karmaşık otomatikleştirilmiş tasarım kullanır.

elektroliz işlemi, oldukça karmaşıktır ve düzen kurallarına göre birkaç teorik yasa ve ilerledikçe tabidir. Doğru sonucunu tahmin etmek için, bütün yasa ve olası geçit de öğrenilmesi gereken.

işlemin teorik temelleri

elektroliz dayandığı en önemli temel kanunlar - Michael Faraday yasaları - elektrik akımı alanındaki çalışmalarıyla tanınan ünlü fizikçi, ve ona eşlik eden tüm süreçler.

Elektroliz süreçlerin özü tarif, her biri tüm bu kuralları iki.

ilk yasa

İlk Faraday yasası, şöyle m olarak yazılır formül olan = kI * At vardır.

elektrolitte boşaltılır Kütle madde elektrolit içinden geçtikten elektrik ile doğru orantılıdır.

Formül m göstermektedir - malzeme kütlesi olup, I - akım yoğunluğu, At - bu geçirilir geçen süre. Ayrıca bileşiğin elektrokimyasal eşdeğer olarak adlandırılır k değeri, dahildir. Bu değer, bileşimin kendisinin doğasına bağlıdır. K elektrik yükü, bir birim geçerken elektrolit yoluyla elektrotta salınır maddenin kütlesine sayısal olarak eşittir.

elektroliz ikinci kuralı

Formül olan Faraday ikinci yasası, - şu şekilde * ı T * m = m / n * F,. bileşik (k) 'nın bir elektrokimyasal eşdeğer olan mol kütle ile doğru orantılı ve madde valans ile ters orantılıdır.

Yukarıdaki formülü tüm United çekilmesi sonucudur. Bu elektroliz ikinci yasasının özünü yakalar. M - molar kütle bileşikleri, I - bütün işlem boyunca geçirilen akım şiddeti, At - toplam elektroliz, K - Faraday sabit n - sürecine dahil elektronlar. Bunların sayısı iyonunun yüküne eşittir, bu işlemin bir parçası.

Faraday yasaları elektroliz ne olduğunu anlamak yardımcı olmak ve ağırlık olarak potansiyel verim hesaplamak için, istenen sonuç tahmin ve sürecin seyrini etkilemektir. Bu dönüşümlerin teorik bir temel oluşturmaktadır.

anot ve türleri kavramı

Çok önemli elektroliz elektrotlar bulunmaktadır. Tüm süreç de, kendi özel yapısı ve özellikleri yapıldığı malzemeye bağlıdır. Bu nedenle, biz daha ayrıntılı olarak onların her düşünün.

Anot - artı ya da pozitif elektrot. Yani, güç kaynağının "+" kutbuna bağlandığında biridir. Bu duruma göre, bu siteye elektrolit çözeltisinin negatif iyonlar ya da anyonlar hareket edecektir. Bunlar oksidasyon yüksek derecede kazanıyor, burada okside olur.

- anyonlar - oksidasyonu bir anot "artı": Bu nedenle, anodik süreçleri hatırlamanıza yardımcı olacak küçük bir diyagram çizebilirsiniz. Bu nedenle belirli bir ürün dönecek bağlı olarak hangi elektrodun iki temel tipi vardır.

1. çözünmez ya da inert anot. Bu tip ancak tüketilen ve tam çözünmediğinde, elektronları ve oksidasyon işlemleri transfer etmek için tek hizmet veren bir elektrot içerir. Bu anotlar böylece grafit, iridyum, platin, karbon ve yapılır. Bu elektrotlar kullanılarak, metaller, saf gazlar (böylece oksijen, hidrojen, klor ve benzeri) de üretilebilir.
2. çözünür anod. Oksitleyici süreçler de çözülmüş ve elektroliz sonucunu etkileyebilecek zaman. nikel, bakır, kadmiyum, kurşun, kalay, çinko ve diğerleri: bu elektrod tipi için inşaat temel malzemeler. Bu anotlar böylece aşınmaya karşı metaller, galvanik, koruyucu kaplama süreçlerini elektrolitik ve ihtiyacı kullanılması.

Pozitif elektrotta meydana gelen süreçlerin özü anlamlı potansiyel en elektronegatif iyonlarını deşarj etmek için indirgenir. bir solüsyon ise, bunu neden Ivot hidrojen asitleri ve hidroksit iyonu, ve sonra su anyonların. su, oksijen salan, daha hızlı hale getirir çünkü oksijen-ihtiva eden bir sulu elektrolit çözeltisi içinde anyonlar, genel olarak, anotta, deşarj edilmez.

Katot ve özellikleri

Katot - (o nedeniyle zaman, bir elektrik akımı ile elektronların birikmesine) negatif yüklü bir elektroddur. yani oksidasyon derecesini azaltmak, rehabilitasyon geçiyor katyonları - Bu yüzden ona pozitif yüklü iyonları hareket ediyor.

katyon - - kurtarma ayrıca şema katot "eksi" hatırlamak uygun bulunmamaktadır. katot için materyal olarak şunları içerir:

• Paslanmaz çelik;
• bakır;
• C;
• pirinç;
• demir,
• Alüminyum ve diğerleri.

Bu elektrot endüstriyel bunları üretmek için ana yöntemlerden biridir Saf maddelerin metal geri kazanımı, söz konusu ilgili öyle. Aynı zamanda, mümkün olan anottan katoda elektron transferi, ve ilk - çözünür olan iyonlar negatif elektrotta azaltılır. Burada hidrojen gazı _H2'ye katyonların bir restorasyon _vardır. Bu nedenle, katot - maddelerin elektroliz genel düzeni en önemli kısımlarından biridir.

eriyiklerin elektrolizi

göz altında kimyasal sürecin açısından bakıldığında onun denklemi vardır. olası o ile kağıt üzerinde bütün devreyi temsil etmek ve sonucunu tahmin etmek. varlığı ya da su ortamında yokluğunda ve anot tipi (çözünür ya da değil) - sen dikkat etmelidir en önemli şey.

Gerekirse, aşağıdaki ürünleri elde etmek için alkali ve alkalin toprak metalleri, alkali, alüminyum, berilyum, oksijen içeren gazlar anyonları daha sonra elektrolit çözeltisinin elektrolizi ile ilgili bir soru olamaz. Aksi gerekli bağlantıları çalışmaz, çünkü sadece, erir. sanayide genellikle onlara kuru susuz tuzlar ve hidroksitler kullanılarak, bu maddeler sentez nedeni budur.

Genel olarak, elektroliz denklem oldukça basit ve standart eriyik. düşündüğümüz ve bunu kaydetmek, örneğin, potasyum iyodür, görünümü aşağıdaki gibi olacaktır:

KI K ^{+ +} I = ^-

Katot (K) "-" ⁺ K + 1 E = ⁰

Anot ^{(A) "+": 2I - -} 2e = I ₂ ⁰

İşlem Sonuç: Ki = K + _I2.

Benzer bir şekilde, elektroliz ne olursa olsun, elektrod potansiyeli herhangi bir metal kaydeder.

sulu çözeltinin elektrolizi

o çözümler elektrolit gelince, sürecin sonucu oldukça farklı olacaktır. Sonuçta, su aktif bir katılımcı haline gelmektedir. Ayrıca iyonlara ayrışan ve elektrotların boşaltılan yeteneğine sahiptir. Bu nedenle, bu gibi durumlarda önemli olarak elektrot potansiyeli iyonları. daha hızlı oksidasyon veya redüksiyon negatif değeri daha düşük, daha büyük olasılık.

Sulu çözeltinin Elektroliz ezberlenmesi gereken birkaç kurallara tabidir.

1. Anodik İşlemleri: (hidrojen flüorür dışında) hidrojen asitlerin sadece anyonları boşaltılır. bir oksijen iyonu veya florür iyonu ise, o zaman, su, oksijen serbest bırakmak için yükseltgenir.
2. katodik süreçler: elektro (kadar alüminyum dahil) elektrokimyasal seri metal katot üzerine, yüksek kimyasal aktiviteye geri alınamaz. Bu hidrojeni serbest su sağlar. alüminyum metaller, hidrojen, basit maddelere su ile eş zamanlı olarak geri. elektrokimyasal serisi (düşük aktivite) hidrojen sonra olduğu olanlar, kolaylıkla basit maddeler indirgenebilmektedir.

Eğer bu kuralları uygularsanız, herhangi elektroliz tasvir ve verimi hesaplayabilirsiniz. bir çözünür anod devre durumunda değişiklik ve çok daha karmaşık hale gelir.

elektroliz tuzlan

Bu teknolojik basit ve ekonomik olarak avantajlıdır, çünkü bu işlemler, saf metaller ve gaz elde etmek için kullanılır. Buna ek olarak, ürünlerin önemli olan yüksek saflık derecesi, birlikte gelir.

Örneğin, bakır elektrolitik hızlı bir tuzunun bir solüsyonundan saf formda da elde edilebilir. En yaygın olarak kullanılan bakır sülfat veya bakır sülfat (II) - CuSO _4.

bir eriyik veya tuzun çözelti Elektrik ve metal ürünler hemen hemen tüm sektörde de gerekli olan saf metal, ekstre gibi.

Anlam ve uygulama süreci

Elektroliz - çok önemli bir süreç. Temelinde dayanır gibi gerekli teknik işlemler şunlardır:

1. Metal işleme.
2. Electroextraction.
3. Elektroliz.
4. Elektrosentez.
5. korozyon önleyici kaplamalar ve uygulanması.