Электролиз дегеніміз не? анодтық және катодтық. Физико-химиялық процесс

Ұзақ уақыт бойы адам еркін нысанда таза заттардың көп алуға болмады. Сияқты, мысалы,:

• металдар;
• сілтілер;
• хлор;
• сутегі;
• сутек тотығы;
• органикалық хлор және басқалары.

Олар бұл құтылу мүмкін емес еді, оның, қоспалардың жоғары мазмұны, не алынған, не мүлдем синтезделген емес. Бірақ қосылу өнеркәсіп және күнделікті өмірде пайдалану үшін өте маңызды болып табылады. Бірақ мұндай электролиз ретінде процесінің ашу бар, үлкен ауқымдағы міндет шешілді. Бүгінде бұл синтездеу үшін, сондай-ақ басқа да көптеген процестер үшін ғана емес, қолданылады.

Электролиз дегеніміз не? Сөйтсек, үйіп кезеңнен кейбір, бұл әдістің басты артықшылығы болып табылады, бұл баптың курсын түсінуге тырысады.

Электролиз дегеніміз не?

Бұл сұраққа жауап беру үшін, біз алдымен терминологияны және кейбір негізгі физикалық және химиялық ұғымдар түсінуге іздеуіміз керек.

1. DC - электр энергиясының кез келген көзден шығатын электрондардың бағытталған ағыны.
2. Электролит - электр тогын өткізу қабілетті шешім оның зат.
3. Электродтар - өздері арқылы электр өтуге белгілі материалдарды пластина, өзара байланысты, (анодтық және катодтық).
4. тотығу-тотықсыздану реакция - қатысушылардың тотығу дәрежесін өзгерту, онда процесс. Яғни кейбір иондар тотықтандырғыш және басқалар оны төмендету, төмендейді, ал тотығу дәрежесін құнын арттыру болып табылады.

Осы терминдердің барлық түсіндірді отырып, сіз электролиз қандай сұраққа жауап бере алады. электролит ерітіндісі арқылы тұрақты токтың өтетін және электродтар түрлі өнімдер шығару арқылы тоқтатылады тұратын Бұл тотығу-тотықсыздану процесс.

электролизді деп атауға болады Easy орнату, тек бірнеше құрамдас бөлігін қамтиды:

• электролит екі көзілдірік;
• ағымдағы көзі;
• екі электродтар өзара байланысты болып табылады.

Электролиз монша - өнеркәсіп өнімдерінің үлкен сандарды алуға мүмкіндік беретін, әлдеқайда күрделі автоматтандырылған жобалау пайдаланады.

Электролиз процесі өте күрделі, тәртіп пен ережелерге сәйкес бірнеше теориялық заңдар мен түсімге жатады. дұрыс нәтижеге болжауға, барлық заңдар мен ықтимал өту сондай-ақ үйренуге болады.

процесінің теориялық негіздері

электролиз демалады онда ең маңызды іргелі меңзейді - Майкл Фарадей заңдары - атақты физик, электр тогын және барлық ілеспе процестерді саласындағы өз жұмысы үшін белгілі.

электролизі процестердің мәнін сипаттайды, олардың әрқайсысы барлық осындай ережелер екі.

бірінші заңы

Бірінші Фарадей, құқық төмендегідей м = Қ.И. * Т, сондай-ақ жазбаша оның формуласы болып табылады.

электродта таусылған бұқаралық заттар электролит арқылы өткен электр энергиясын, тікелей пропорционалды.

ағымдағы қарқындылығы, Т - - бұл өткен уақыт материалдық, Мен бұқаралық болып табылады -. формула м көрсеткендей Сондай-ақ, қосылыстар электрохимиялық эквиваленті деп аталады к мәні болып табылады енгізілген. Бұл мән қосылыстар өзі сипатына байланысты. K электр зарядының бір бірлігін өту кезінде электролит арқылы электродта босатылған заттың массасы сан тең.

электролиз екінші ереже

Фарадей, формула екінші заңы - төмендегідей м = М * Мен Т * / N * F, болып табылады. қосылыстар (к) электрохимиялық эквиваленті оның молярлық массасының тікелей пропорционалды, және зат валенттілігі кері пропорционал.

Жоғарыда формула барлық Юнайтед шығарылғанына нәтижесі болып табылады. Ол электролиз екінші заңның мәнін түсіреді. М - молярлық массасы қосылыстар, I - ағымдағы бүкіл процесс үшін өткен қарқындылығы, Т - жалпы электролиз уақыты, F - Фарадей тұрақты, N - процесіне қатысады электрондар. Олардың саны ион жауапты тең, процеске қатысты.

Электролиз деген не түсінуге көмектесу үшін, және салмағы бойынша әлеуетті табыстылығын есептеу үшін Фарадей заңдары, қажетті нәтижеге процесінің барысын болжау және ықпал ету болып табылады. Олар өзгерістердің теориялық негізін құрайды.

анод ұғымы және оның түрлері

Өте маңызды электролиз электродтар бар. бүкіл процесс олар жасалған оның материалдық, олардың нақты сипаты мен қасиеттері тәуелді. Сондықтан, біз толығырақ олардың әрқайсысы қарастыру.

Анодтық - плюс немесе оң электрод. Яғни, қуат көзінің «+» полюсі қоса беріледі бірі болып табылады. Тиісінше, оған түскен электролит ерітіндісін теріс иондар немесе аниондар жылжиды. Олар тотығу дәрежесі неғұрлым жоғары ие, мұнда тотықтандырғыш болады.

анод «плюс» - аниондар - тотығу: Сондықтан, біз анодтық процестер есте көмектеседі кішкентай диаграммасын жасауға болады. Осылайша, белгілі бір өнімді қосыңыз, ол байланысты электрод екі негізгі түрлері бар.

1. ерімейтін немесе инертті анод. Мұндай түрі тек электрондарды және тотығу процестерін, алайда ол тұтынылатын емес және ерітілген емес, аудару үшін қызмет етеді Электрод қамтиды. Мұндай анодтар графит, иридий, платина, көміртегі және т.б. жасалған. Осы электродтар пайдалану, металдар таза газдар (оттегі, сутегі, хлор және т.б.) өндірілген болуы мүмкін.
2. еритін анод. тотығу процестері кезінде ол ерітілген және электролиз нәтижелеріне әсер. электрод үшін осы үлгідегі құрылыс негізгі материалдар: никель, мыс, кадмий, қорғасын, қалайы, мырыш және басқалары. Осы анодтарды пайдалану т.б. металдардың процестерін, гальваникалық, коррозиядан қорғайтын жабын және electrorefining үшін қажет.

оң электродта жүретін үрдістердің мәні пайымдау әлеуетті ең электроотрицательных иондарына зарядын дейін төмендейді. бұл шешім болып табылады, егер Ivot неге, сутегі қышқылдары және гидрокисид, содан кейін суды аниондардың жоқ. су электролит ерітіндісінде оттегі бар аниондар, су оттегі шығару, ол жылдамырақ етеді, өйткені, әдетте анодта, таусылған емес.

катодты және оның сипаттамалары

катодты - (байланысты оған электрондардың жинақтау кезінде электр тогы үшін) теріс зарядталған электрод болып табылады. бейімделу үстінде катиондары, яғни, тотығу дәрежесін азайту - оң қозғалатын неге оған Яғни зарядталған иондар.

катион - - қалпына келтіру схемасы катодты «минус» есте, сондай-ақ тиісті бар. катодта үшін материалдық қамтиды ретінде:

• тот баспайтын болаттан жасалған;
• мыс;
• көміртек;
• жезден;
• темір;
• алюминий және басқалар.

Бұл электрод болып табылады индустриялық оларды өндіру үшін негізгі әдістерінің бірі болып табылады таза заттардың металдар қалпына келтіру, келеді. Ол сондай-ақ Анод катодта электрондардың аудару мүмкін, және бірінші жағдайда - еритін, оның иондары теріс электродта азаяды. Мұнда сутегі газ H ₂ катиондардың қалпына _бар. Сондықтан, катодты - заттардың электролиз жалпы схема ең маңызды бөліктерінің бірі болып табылады.

балқымалардың электролизі

химиялық процесс тұрғысынан қарау бойынша өз теңдеуін бар. бұл мүмкін қағазда бүкіл тізбек білдіруге және нәтижесін болжау бар. бар немесе жоқ екендігі, сулы ортаға және анод (еритін немесе жоқ) түріне - Сіз назар аудару керек, ең бастысы.

келесі өнімдерді алуға Қажет болса: Сілтілік және сілтілік жер металдар, сілтілер, алюминий, бериллий, құрамында оттегі бар газдарды аниондар, содан кейін электролит ерітіндісінің электролизі туралы мәселе болуы мүмкін емес. әйтпесе талап байланыстары жұмыс істемейді, өйткені Тек, балқып. өнеркәсіпте жиі оларға сусыз құрғақ тұздар мен гидроксидтерi пайдаланып, осы заттар синтезделеді сондықтан.

Жалпы, электролиз теңдеуі өте қарапайым және стандартты болып табылады балқып. біз қарастыру және оны жазып Мысалы, егер калий иодиді, қарау мынадай болады:

Қ.И. = K ^{+ +} I ^-

катодты (K) «-» K ⁺ K + 1 е = ⁰

анод ^{(A) «+»: 2I - -} 2e = I ₂ ⁰

Процесс Нәтиже: Қ.И. = K + I _2.

Сол сияқты, электролиз қарамастан оның электрод потенциалын ешбір металл жазып береді.

су ерітіндісін электролиз

ол шешімдерді электролит келгенде, процесінің нәтижесі мүлдем басқаша болады. Өйткені, су белсенді қатысушысы болып табылады. Ол сондай-ақ иондардың ішіне диссоциациялану қабілетті және электродтар шығарылады. Сондықтан, мұндай жағдайларда маңызды электродты потенциалды иондар. оның теріс мәні төмен қарағанда, көбірек жылдам тотығу немесе қалпына келтіру ықтималдығы үлкен.

су ерітіндісін электролиз жатталуы тиіс бірнеше ережелерге бағынады.

1. Анодтық процестер: (фтор сутегі қоспағанда) сутегі қышқылдары тек аниондар таусылған. оттегі ионы немесе фторлы ион болса, онда су оттегі босатуға дейін тотығады болады.
2. катодтық процестер: катодты бойынша электрохимиялық сериясы (дейін және алюминий қоса алғанда) бойынша электролиз металдар салдарынан жоғары химиялық қызметіне қалпына келтіру мүмкін емес. Бұл су сутегі босатуға етеді. алюминийден сутегі үшін Metals қарапайым заттарға су бір мезгілде қалпына келтірілді. электрохимиялық сериясы (төмен белсенділігі) сутегімен кейін сол, оңай, қарапайым заттарға қысқарту өтеді.

Егер сіз осы ережелерді орындаңыз болса, біз кез келген электролиз бейнелейді және табыстылық есептеуге болады. еритін анод тұйықталу болған жағдайда өзгереді және әлдеқайда күрделі болып.

электролиз тұздар

ол технологиялық қарапайым және экономикалық тиімді болып табылады, өйткені бұл процестер, таза металдар мен газдар алу үшін пайдаланылады. Сонымен қатар, өнімдер маңызды тазалық дәрежесі жоғары, келеді.

Мысалы, мыс электролиз тез кез-келген тұз ерітіндісі таза түрінде оны алуға болады. Ең жиі қолданылатын мыс сульфаты немесе мыс сульфаты (II) - CuSO _4.

тұз еріген қар немесе шешім Электр және металл инженерлік іс жүзінде барлық салаларында, сондықтан қажет таза металл, алынуы мүмкін.

Мағынасы және қолдану процесі

Электролиз - өте маңызды процесс. оның базасында негізделген сияқты қажетті техникалық операциялар, мыналар болып табылады:

1. металл өңдеу.
2. Electroextraction.
3. Гальваникалық.
4. Electrosynthesis.
5. коррозияға қарсы жабындар және т.б. қолдану.