PembentukanPendidikan menengah dan sekolah

Apa yang elektrolisis? Anod dan katod. proses fiziko-kimia

Untuk masa yang lama orang tidak berjaya untuk mendapatkan banyak bahan-bahan tulen dalam bentuk bebas. Seperti contohnya:

  • logam;
  • alkali;
  • chloro;
  • hidrogen;
  • hidrogen peroksida;
  • klorin organik dan lain-lain.

Mereka yang diterima sama ada kandungan yang tinggi kekotoran, dari mana ia adalah mustahil untuk menghapuskan, atau tidak disintesis sama sekali. Tetapi hubungan yang sangat penting untuk digunakan dalam industri dan kehidupan seharian. Tetapi dengan penemuan satu proses seperti elektrolisis, satu tugas skala besar telah diselesaikan. Hari ini ia digunakan bukan sahaja untuk sintesis, tetapi juga untuk banyak proses lain.

Apa yang elektrolisis? Kerana ia berlaku, beberapa peringkat yang menimbun, apakah kelebihan utama kaedah ini, cuba untuk memahami perjalanan artikel.

Apa yang elektrolisis?

Untuk menjawab soalan ini, kita perlu berusaha untuk memahami istilah dan konsep-konsep asas fizikal dan kimia.

  1. DC - sungai diarahkan elektron yang berasal dari mana-mana sumber elektrik.
  2. Elektrolit - bahan, penyelesaian yang mampu menjalankan arus elektrik.
  3. Elektrod - plat bahan-bahan tertentu, saling berkaitan, yang lulus elektrik melalui diri mereka sendiri (anod dan katod).
  4. The redoks tindak balas - proses di mana terdapat perubahan dalam tahap pengoksidaan peserta. Iaitu, beberapa ion mengoksidakan dan meningkatkan nilai tahap pengoksidaan, sementara yang lain dapat dikurangkan, mengurangkan ia.

Setelah menjelaskan semua syarat-syarat ini, anda boleh menjawab persoalan apa yang elektrolisis. Proses redoks, yang terdiri daripada lulus arus terus melalui penyelesaian elektrolit dan ditamatkan oleh pelepasan produk yang berbeza pada elektrod.

pemasangan yang mudah, yang boleh dipanggil electrolyzer, hanya melibatkan beberapa komponen:

  • dua gelas dengan elektrolit;
  • sumber semasa;
  • dua elektrod adalah saling berkaitan.

Industri ini menggunakan reka bentuk automatik yang lebih kompleks, yang membolehkan untuk mendapatkan sejumlah besar produk - mandi elektrolisis.

proses elektrolisis adalah agak kompleks, tertakluk kepada beberapa undang-undang dan hasil teori menurut perintah dan peraturan. Untuk meramalkan dengan betul hasilnya, semua undang-undang dan laluan mungkin untuk belajar dengan baik.

Asas-asas teori proses

Peraturan-peraturan yang paling penting asas yang dihinggapi elektrolisis - undang-undang Michael Faraday - ahli fizik terkenal, yang dikenali untuk kerja-kerja dalam bidang arus elektrik dan semua proses yang disertakan.

Semua kaedah-kaedah itu dua, setiap yang menggambarkan intipati proses dalam elektrolisis.

Undang-undang pertama

Yang pertama hukum Faraday, formula yang ditulis sebagai m = kJ * Δt, adalah seperti berikut.

bahan massa dilepaskan pada elektrod adalah berkadar terus dengan elektrik, yang telah melalui elektrolit.

formula menunjukkan bahawa m - adalah jisim bahan, I - intensiti semasa, Δt - masa di mana ia diluluskan. Turut termasuk adalah nilai k, yang dipanggil bersamaan elektrokimia kompaun. Nilai ini bergantung kepada jenis kompaun itu sendiri. K adalah sama nilainya dengan jisim bahan yang dilepaskan pada elektrod melalui elektrolit apabila lulus satu unit cas elektrik.

Peraturan kedua elektrolisis

Undang-undang Kedua Faraday, formula yang - m = M * I * Δt / n * F, adalah seperti berikut. Bersamaan elektrokimia sebatian (k) adalah berkadar terus dengan jisim molar, dan berkadar songsang dengan valens bahan.

Formula di atas adalah hasil daripada pengeluaran semua United. Ia menangkap intipati undang-undang kedua elektrolisis. M - molar sebatian massa, I - intensiti semasa diluluskan bagi keseluruhan proses, Δt - jumlah masa elektrolisis, F - Faraday malar, n - elektron yang terlibat dalam proses. Bilangan mereka adalah sama dengan caj ion, mengambil bahagian dalam proses.

undang-undang Faraday untuk membantu memahami apa yang elektrolisis, dan untuk mengira hasil potensi mengikut berat, hasil yang dikehendaki adalah untuk meramal dan mempengaruhi perjalanan proses. Mereka merupakan asas teori transformasi.

Konsep anod dan jenis yang

Sangat penting berada di dalam elektrod elektrolisis. Keseluruhan proses adalah bergantung kepada bahan dari mana ia dibuat, sifat tertentu dan sifat-sifat mereka. Oleh itu, kami mengambil kira dengan lebih terperinci setiap daripada mereka.

Anod - tambah atau elektrod positif. Iaitu, satu yang melekat pada "+" tiang sumber kuasa. Oleh itu, ia dari penyelesaian elektrolit akan bergerak ion negatif atau anion. Mereka akan mengoksidakan sini, mendapat tahap yang lebih tinggi pengoksidaan.

Oleh itu, kita boleh menarik gambarajah kecil yang akan membantu ingat proses anodik: sebuah anod "plus" - anion - pengoksidaan. Oleh itu terdapat dua jenis asas elektrod, bergantung kepada yang akan bertukar produk tertentu.

  1. Anod larut atau lengai. apa-apa jenis termasuk elektrod yang berfungsi hanya untuk memindahkan elektron dan proses pengoksidaan, namun ia tidak digunakan dan tidak dibubarkan. anodes itu dibuat dari grafit, iridium, platinum, karbon dan sebagainya. Menggunakan elektrod ini, logam boleh dihasilkan dalam gas tulen (oksigen, hidrogen, klorin dan sebagainya).
  2. Anod larut. Apabila proses oksidatif dia dibubarkan dan menjejaskan hasil elektrolisis. Bahan-bahan asas pembinaan untuk jenis elektrod: nikel, tembaga, kadmium, plumbum, timah, zink dan lain-lain. Menggunakan anodes ini perlu untuk elektrotulenan proses logam, elektrik, lapisan pelindung terhadap kakisan, dan sebagainya.

Intipati proses yang berlaku pada elektrod positif dikurangkan kepada untuk menunaikan ion paling elektronegatif bermakna berpotensi. Ivot mengapa anion asid hidrogen dan ion hidroksida, dan kemudian air dan jika ia adalah penyelesaian yang. Oksigen yang mengandungi anion dalam larutan elektrolit akueus, secara amnya pada anod tidak dilepaskan, kerana air menjadikannya lebih cepat, melepaskan oksigen.

Katod dan ciri-ciri

katod - adalah elektrod bercas negatif (kerana pengumpulan elektron di atasnya apabila arus elektrik). Itulah mengapa untuk dia bergerak ion bercas positif - kation yang sedang menjalani pemulihan, iaitu, mengurangkan tahap pengoksidaan.

Terdapat juga penting untuk ingat skim katod "tolak" - kation - pemulihan. Sebagai bahan untuk katod termasuk:

  • keluli tahan karat;
  • tembaga;
  • karbon;
  • tembaga;
  • besi;
  • aluminium dan lain-lain.

Ia adalah pada elektrod ini datang untuk pemulihan logam bahan-bahan tulen, yang merupakan salah satu kaedah utama untuk menghasilkan mereka industri. Ia juga mungkin adalah pemindahan elektron daripada anod ke katod, dan jika yang pertama - larut, ion dikurangkan pada elektrod negatif. Di sini terdapat sebuah pemulihan kation hidrogen gas H 2. Oleh itu, katod - adalah salah satu bahagian yang paling penting dalam keseluruhan perancangan elektrolisis bahan.

elektrolisis leburan

Dari sudut pandangan proses kimia dipertimbangkan mempunyai persamaan itu. Dengan itu mungkin untuk mewakili litar keseluruhan di atas kertas dan untuk meramalkan hasil. Perkara yang paling penting yang anda perlu memberi perhatian kepada - kehadiran atau ketiadaan persekitaran akuatik dan jenis anod (larut atau tidak).

Jika perlu untuk mendapatkan produk-produk berikut: logam alkali dan alkali bumi, alkali, aluminium, berilium, anion gas oksigen yang mengandungi tidak boleh maka menjadi soalan tentang elektrolisis larutan elektrolit. Hanya cair, kerana sambungan yang dikehendaki tidak akan berfungsi. Itulah sebabnya dalam industri sering mensintesis bahan-bahan ini, menggunakan mereka garam kontang kering dan hidroksida.

Secara umum, mencairkan persamaan elektrolisis adalah agak mudah dan standard. Sebagai contoh, jika kita mempertimbangkan dan rekod untuk kalium iodida, pandangan ini akan menjadi berikut:

KI = K + + I -

Katod (K) "-" K + K + 1 e = 0

Anod (A) "+": 2I - - 2e = I 2 0

Proses Hasil: KI = K + I 2.

Begitu juga, elektrolisis akan merekodkan apa-apa logam tanpa mengira keupayaan elektrod itu.

Elektrolisis larutan akueus

Apabila ia datang kepada elektrolit penyelesaian, hasil daripada proses ini akan menjadi agak berbeza. Lagipun, air menjadi peserta yang aktif. Ia juga mampu menjauhkan kepada ion dan dilepaskan daripada elektrod. Oleh itu, dalam kes-kes itu penting elektrod potensi ion. Daripada nilai negatif adalah lebih rendah, lebih besar kemungkinan pengoksidaan lebih cepat atau pengurangan.

Elektrolisis larutan akueus adalah tertakluk kepada beberapa peraturan yang perlu dihafal.

  1. Proses anodik: dilepaskan hanya anion asid hidrogen (kecuali hidrogen fluorida). Jika ion oksigen atau ion fluorida, maka air akan teroksida untuk melepaskan oksigen.
  2. Proses katod: elektrolehan logam dalam siri elektrokimia (sehingga dan termasuk aluminium) pada katod tidak boleh dipulihkan disebabkan oleh aktiviti kimia yang tinggi. Ini menjadikan air untuk melepaskan hidrogen. Logam daripada aluminium untuk hidrogen dipulihkan pada masa yang sama dengan air untuk bahan-bahan yang mudah. Orang-orang yang selepas hidrogen dalam siri elektrokimia (aktiviti rendah), mudah menjalani pengurangan kepada bahan-bahan yang mudah.

Jika anda mengikuti peraturan-peraturan ini, kita boleh menggambarkan apa-apa elektrolisis dan mengira hasil. Dalam kes litar anod larut berbeza dan menjadi lebih rumit.

garam elektrolisis

Proses-proses ini digunakan untuk mendapatkan logam tulen dan gas, kerana ia adalah teknologi mudah dan berfaedah dari segi ekonomi. Di samping itu, produk mempunyai ijazah tinggi kesucian, yang penting.

Sebagai contoh, elektrolehan tembaga dengan cepat boleh mendapatkannya dalam bentuk tulen daripada larutan garam. Yang paling biasa digunakan tembaga sulfat atau tembaga sulfat (II) - CUSO 4.

Sebagai leburan atau larutan garam yang boleh diekstrak logam tulen, yang begitu diperlukan dalam hampir semua sektor elektrik dan kejuruteraan logam.

Makna dan memproses permohonan

Elektrolisis - satu proses yang sangat penting. Pada dasarnya adalah berdasarkan adalah operasi teknikal yang diperlukan, seperti:

  1. penapisan logam.
  2. Electroextraction.
  3. Penyaduran.
  4. Electrosynthesis.
  5. Permohonan salutan anti-karat dan lain-lain.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 ms.unansea.com. Theme powered by WordPress.