Што е електролиза? Анодата и катодата. Физичко-хемиски процес

За долго време луѓето не успеваат да се добие многу чисти супстанции во слободна форма. Како што се на пример:

• метали;
• бази;
• хлоро;
• водород;
• хидроген пероксид;
• органски хлор и други.

Тие добиле или висока содржина на нечистотии, од каде што беше невозможно да се ослободи од, или не се синтетизираат на сите. Но врската е многу важно за употреба во индустријата и во секојдневниот живот. Но, со откривањето на процесот, како што се електролиза, задача на огромни пропорции е решен. Денес се користи не само за синтеза, но исто така и за многу други процеси.

Што е електролиза? Како што се случува, некои од фазите крената, што е главната предност на овој метод, се обиде да се разбере текот на статијата.

Што е електролиза?

За да одговориме на ова прашање, ние прво мора да се обиде да ја разберат ни терминологијата и некои основни физички и хемиски концепти.

1. DC - во режија на прилив на електрони со потекло од било кој извор на електрична енергија.
2. Електролит - супстанција, решение на кој е способен за вршење на електрична струја.
3. Електроди - плоча на одредени материјали, меѓусебно поврзани, кои минуваат на електрична енергија преку себе (анодна и катод).
4. редокс реакција - процес во кој постои промена во степенот на оксидација на учесниците. Тоа е, некои јони оксидираат и да се зголеми вредноста на степенот на оксидација, додека други се намалува, тоа намалување.

Ја појасни сите овие услови, можете да одговорите на прашањето што е електролиза. Ова редокс процес, се состои од донесување на еднонасочна струја со раствор на електролити и е раскинат од страна на ослободување на различни производи на електродите.

Лесна инсталација, која може да се нарече electrolyzer, вклучува само неколку компоненти:

• две чаши со електролит;
• извор на струја;
• две електроди се меѓусебно поврзани.

Индустријата користи многу покомплексна автоматски дизајн, овозможувајќи да се добие голем број на производи - електролиза бањи.

електролиза процес е прилично комплексна, е предмет на неколку теоретски закони и средствата во согласност со ред и правила. Правилно да се предвиди исходот, сите закони и можно премин да се научи добро.

Теоретските основи на процесот

Најважните основни канони на кои почива електролиза - законите на Мајкл Фарадеј - познатиот физичар, познат по неговата работа во областа на електрична струја и сите придружни процеси.

Сите овие две правила, од кои секоја опишува суштината на процесите во електролиза.

Првиот закон

Првиот закон на Фарадеј, формулата на кој е напишан како M = Ки * Δt, е како што следува.

Маса супстанции испуштени на електрода е директно пропорционален на електрична енергија, која помина низ електролитот.

Формулата покажува дека М - е масата на материјалот, јас - јачина на струја, Δt - времето за кое е донесен. Исто така, вклучени вредноста на k, кој се нарекува електрохемиски еквивалент на соединението. Оваа вредност зависи од природата на самата соединение. К е бројно еднаква на масата на супстанцијата што е пуштен на електрода преку електролит кога поминува една единица на електрично полнење.

Второто правило на електролиза

Вториот закон на Фарадеј, со формулата од кои - m = M * I * Δt / n * F, е како што следува. Електрохемиски еквивалент на соединението (k) е директно пропорционална со неговата моларна маса, и обратно пропорционална со валентна на супстанцијата.

Горната формула е резултат на повлекување на сите Јунајтед. Тоа ја доловува суштината на вториот закон на електролиза. М - моларна маса соединенија, јас - јачина на струја помина за целиот процес, Δt - вкупно време на електролиза, Ф - Фарадеј постојана, n - електрони кои се вклучени во процесот. Нивниот број е еднаков на чело на јони, учествуваа во процесот.

закони Фарадеј за да се разбере она што е електролиза, и да се пресмета потенцијалот принос од тежината, саканиот резултат е да се предвиди и да влијае на текот на процесот. Тие претставуваат теоретска основа на трансформации.

Концептот на анодна и неговите видови

Многу е важно да се во електролиза електроди. Целиот процес е во зависност од материјалот од кој се направени, нивната специфичност и својства. Затоа, сметаме дека во повеќе детали на секоја од нив.

Анодна - плус или позитивна електрода. Тоа е, оној кој е во прилог на "+" пол на извор на енергија. Според тоа, за да ја од раствор на електролити ќе се движи негативни јони или анјони. Тие ќе оксидираат тука, стекнување на повисок степен на оксидација.

Затоа, ние може да се подготви малку дијаграм кој ќе ви помогне да се сеќавам анодни процеси: на анодна "плус" - анјони - оксидација. Така, постојат два основни видови на електрода, во зависност на кој ќе се претвори одреден производ.

1. На нерастворливи или инертен анодна. Таков тип вклучува електрода која служи само за пренос на електрони и оксидација процеси, но тоа не се трошат, а не се раствори. Таквите аноди се направени од графит, иридиум, платина, јаглерод и така натаму. Користењето на овие електроди, металите може да се произведува во чисти гасови (кислород, водород, хлор и така натаму).
2. Растворливи анодна. Кога оксидативни процеси го распушти и да влијае на исходот на електролиза. Основните материјали за конструкција за овој вид на електрода: никел, бакар, кадмиум, олово, калај, цинк и други. Користењето на овие аноди треба за electrorefining процеси на метали, галванизација, заштитен слој против корозија, и така натаму.

Суштината на процесите што се одвиваат во позитивна електрода е намалена за да ги исполни повеќето електронегативен јони значајно потенцијал. Ivot зошто анјони водород киселини и хидроксид јон, а потоа и на вода, ако тоа е раствор. Содржи кислород анјони во воден раствор на електролити, генерално на анодата не се испушта, со оглед на вода го прави побрзо, ослободување на кислород.

На електролитна и неговите карактеристики

Катод - е негативно наелектризирана електрода (поради акумулацијата на електрони на неа кога на електрична струја). Тоа е причината зошто на него се движат позитивно наелектризираните јони - катјони кои се во процес на рехабилитација, односно намалување на степенот на оксидација.

Постои, исто така, релевантни да се запамети шема катодна "минус" - кација - закрепнување. Како материјал за катодна вклучуваат:

• од нерѓосувачки челик;
• бакар;
• јаглерод;
• месинг;
• железо;
• алуминиум и други.

Тоа е на оваа електрода збор за метали обновување на чисти супстанции, кој е еден од главните методи за производство на нив индустриски. Исто така е можно преносот на електрони од анодата на електролитна, и ако првиот - растворливи, јони се намалени за негативната електрода. Тука постои враќање на катјони да водороден гас H _2. Затоа, катодата - е еден од најважните делови во целокупниот план на електролиза на супстанции.

електролиза на се топи

Од гледна точка на хемиски процес на разгледување има равенка својата. Со тоа е можно да ја претставуваат целата коло на хартија и да се предвиди исходот. Најважното нешто што треба да се обрне внимание - присуство или отсуство на водната животна средина и видот на анодата (растворливи или не).

Ако е потребно за да се добие на следните производи: алкално и земноалкални метали, бази, алуминиум, берилиум, на анјони содржи кислород гасови може да не е тогаш да биде прашање за електролиза на раствор на електролити. Само се топи, бидејќи на друг начин врски нема да работи. Тоа е причината зошто во индустријата често се синтетизира овие супстанции, да ги користите сув безводен соли и хидроксиди.

Во принцип, се топи електролиза равенка е прилично едноставна и стандард. На пример, ако се има предвид и го сними за калиум јодид, погледот ќе бидат следните:

KI = K ^{+ +} I ^-

На електролитна (K) "-" K ⁺ K + 1 e = ⁰

Анодата ^{(A) "+": 2и - -} 2д = I _2: ⁰

Исход Процес: KI = K + I _2.

Слично на тоа, електролиза ќе ги сними секој метал, без оглед на нејзиниот потенцијал електрода.

Електролиза на водениот раствор

Кога станува збор за електролитни раствори, исходот на процесот ќе биде сосема поинаква. Впрочем, водата станува активен учесник. Тоа е исто така способен за dissociating во јони и отпуштени од електродите. Затоа, во такви случаи важно електрода потенцијална јони. Од неговата негативна вредност е помала, толку е поголема веројатноста за појава на повеќе брза оксидација или намалување.

Електролиза на воден раствор е предмет на неколку правила кои мора да се меморира.

1. Анодни процеси: отпушти само анјони од водород киселини (освен водород флуорид). Ако на јони на кислород или флуорид јонска, а потоа водата ќе се оксидира за ослободување на кислород.
2. На катодна процеси: electrowinning метали во електрохемиски серија (до и вклучувајќи алуминиум) на катодна не може да се врати како резултат на висока хемиска активност. Ова го прави на вода за да се ослободи водород. Метали од алуминиум за да се водород обновени истовремено со вода за да се едноставни супстанции. Оние кои се по водород во електрохемиски серија (ниска активност), лесно да се подложат на намалување на едноставни супстанции.

Ако ги следите овие правила, ние може да прикаже било електролиза и пресметување на приносот. Во случај на растворливи анодна коло варира и станува многу посложена.

електролиза соли

Овие процеси се користат за добивање чисти метали и гасови, бидејќи тоа е технолошки едноставна и економски најповолна. Покрај тоа, производите се со висок степен на чистота, што е важно.

На пример, electrowinning на бакар брзо да го добие во чиста форма од решение на било сол. Најчесто се користат бакар сулфат или бакар сулфат (II) - CuSO _4.

Како се топи или растворот од сол може да се екстрахира чист метал, кој е толку потребно во речиси сите сектори за електротехника и метал инженеринг.

Значење и примена процес

Електролиза - многу важен процес. Во својата основа се базираат се неопходните технички работи, како што се:

1. метал рафинирање.
2. Electroextraction.
3. Галванизација.
4. Electrosynthesis.
5. Примена на анти-корозија обложувања и други.