Zer da elektrolisia? anode eta katodoaren. Prozesu fisiko-kimiko

Denbora luzez jendeak ez zuen kudeatu substantzia purua asko lortzeko doako inprimakia. adibidez, hala nola:

• metalen;
• alkalis;
• chloro;
• hidrogenoa;
• ur oxigenatua;
• kloro eta beste batzuk organikoak.

bai ezpurutasunak, eta bertatik ezinezkoa kentzeko, edo ez sintetizatu batere zen eduki handia jaso dute. Baina, konexioa oso industria eta eguneroko bizitzan erabiltzeko garrantzitsua da. Baina, besteak beste, elektrolisia gisa prozesu bat aurkikuntza batera, proportzio izugarria zeregin bat da ebatzi. Gaur erabiltzen da, ez bakarrik sintesia, baina baita beste hainbat prozesuen da.

Zer da elektrolisia? Gertatzen den bezala, fase batzuk jarririk, zer Metodo honen abantaila nagusia da, saiatu artikuluaren ikastaroa ulertzeko.

Zer da elektrolisia?

Galdera honi erantzuteko, lehenik bilatu behar dugu terminologia eta oinarrizko kontzeptuak fisiko eta kimiko batzuk ulertzeko.

1. DC - elektroiak edozein elektrizitatea iturri sortutako korrontea zuzendu bat.
2. Elektrolito - substantzia, konponbidea den korronte elektrikoa egiteko gai.
3. Elektrodoak - zenbait material, elkarrekin lotuak, beraiek bidez elektrizitatea pasatzen horietatik plaka (anode eta katodoaren).
4. The redox erreakzioa - prozesu bat bertan ez parte-hartzaile oxidazio gradua aldaketa bat da. Hau da, ioi batzuk herdoildu eta oxidazio gradua balioa handitzeko, beste batzuk murriztu diren bitartean, bertan jaistea.

Behin baldintza hauek guztiak argitu, zer da elektrolisia galdera erantzun ahal izango dituzu. redox Prozesu honek, osatzen elektrolito irtenbide bidez korronte bat pasatzen da, eta produktu ezberdinak askatzea elektrodoak at amaitu.

Erraza instalazioa, deitu daiteke elektrolizadore, osagaiak gutxi batzuk bakarrik dakar:

• elektrolito batekin bi betaurreko;
• korronte iturri bat;
• bi elektrodo elkarrekin lotuak daude.

industria automatikoen diseinua, askoz konplexuagoa erabiltzen du, produktu ugari lortu ahal izateko - elektrolisia termak.

Elektrolisia prozesua nahiko konplexua da, hainbat lege teoriko eta hasten ordena eta arauen arabera bete behar dira. emaitza behar bezala iragartzeko, lege guztiak eta ahalik pasarte ondo ikasi behar da.

prozesuaren oinarriak teorikoak

Garrantzitsuena oinarrizko kanon horietatik gainean elektrolisia - Michael Faraday legeak - fisikari ospetsua, bere korronte elektrikoaren alorrean egindako lanagatik ezaguna eta erantsitako prozesu guztiak.

besteak beste, arau guztien Bi horietako bakoitzak elektrolisia prozesuak funtsa azaltzen dira.

lehen legea

Lehena Faraday-ren legea, formula horietako m bezala idazten da = Ki * Δt, honela da.

Mass Substantzia elektrodo batean alta zuzenean elektrizitatea, horrek du elektrolito pasatu proportzionala.

formula erakusten m dela - material masa da, I - Egungo intentsitatea, Δt - denbora horretan zehar gainditu da. Era berean, barne k balioa, hau da konposatu horren baliokidea elektrokimikoak deitua. Balio hau konposatu beraren izaeraren araberakoa da. K zenbakiaren substantzia masa hori elektrodo kaleratu elektrolito bidez denean karga elektriko unitate bat pasatuz berdina da.

elektrolisia Bigarren araua

Faraday bigarren legea, formula horietako - m = M nic Δt / n * F, honela da. konposatu (k) baliokidea elektrokimikoak An zuzenean bere masa molar proportzionala, eta alderantziz substantzia Balentzia proportzionala da.

Goiko formula Estatu guztien erretiratzea emaitza da. Elektrolisia bigarren legea esentzia harrapatzen ditu. M - molar masa konposatu, I - Egungo intentsitatea prozesu osoa gainditu, Δt - guztira elektrolisia ordua, F - Faradayren etengabea, n - diren prozesuan parte hartzen duten elektroiak. Haien kopurua ioi baten karga berdina da, parte hartu zuten prozesuan.

Faradayren legeak zer da elektrolisia ulertzen laguntzeko, eta balizko etekin pisuaren arabera kalkulatu, nahi den emaitza da aurreikusteko eta prozesuaren ikastaroa eragiteko. eraldaketa oinarri teorikoa osatuko dute.

anode eta bere mota kontzeptua

Oso garrantzitsua elektrolisia elektrodoak daude. Prozesu osoa bertatik egin dira, beren izaera eta ezaugarriak zehatz materialaren menpe. Beraz, kontuan hartu xehetasun gehiago ditugu, horietako bakoitzean.

Anode - plus edo elektrodo positiboa. Hau da, inork hori "+" energia-iturri polo erantsita. Ondorioz, bertara batetik elektrolito irtenbide ioi negatiboak edo anioi mugituko da. Hemen herdoildu egingo dute, oxidazio-maila handiagoa irabazten.

- anioi - oxidazio anodo "plus": Beraz, diagrama bat gutxi duten anodic prozesu gogoratzen lagunduko marraztu ahal izango dugu. Beraz, elektrodo oinarrizko bi mota, zein produktu jakin bat txanda izango dira.

1. Disolbaezinak edo geldo anode. Horrelako tipo elektrodo bat eta horrek balio bakarra elektroi eta oxidazio prozesu transferitzeko biltzen ditu, hala ere, ez da kontsumitu eta ez desegin. Horrelako anodoak grafito, Iridium, platinozko, karbono eta abar egindako. Elektrodo horiek erabiliz, metalak egon gasak hutsa (oxigenoa, hidrogenoa, kloroa eta abar) ekoiztu daiteke.
2. The disolbagarriak anode. Noiz oxidazio prozesu disolbatu zuen eta elektrolisia emaitza eragina. eraikuntza oinarrizko materialak elektrodo mota honetan: nikela, kobrea, kadmioa, beruna, eztainua, zinka eta beste batzuk. anodoak horiek electrorefining metalak, ELECTROPLATING, babes estaldura prozesuak korrosioaren aurka, eta abar behar erabilita.

elektrodo positibo gertatzen prozesuen funtsa murriztu da gehien elektronegatiboa ioiak esanguratsuan balizko deskarga. Ivot zergatik anioi hidrogenoa azido eta hidroxido ioia, eta gero ura, irtenbide bat bada. Oxigeno-duten anioi aqueous elektrolito irtenbide bat, oro har anode hartan ez dago alta, ura azkarrago egiten du geroztik, oxigenoa askatuz.

katodoaren eta bere ezaugarriak

katodoaren - negatiboki kargatutako elektrodo bat da (ondorioz elektroi pilatzea denean korronte elektrikoa on). Hori zion zergatik positiboki kargatutako ioiak mugitzen - katioiak duten birgaitze ari dira, hau da, murrizteko oxidazio gradua.

tzen - - berreskuratzeko Badira ere egokiak gogoratu eskema katodoaren "minus" da. katodoaren material bezala, besteak beste:

• altzairu herdoilgaitza;
• kobrea;
• karbono;
• brass;
• burdin;
• aluminio eta beste batzuk.

on elektrodo hau metalak substantzia purua berreskuratzeko, hau da, haiek ekoizten industrialki metodo nagusietako bat dator da. Ere posible da elektroi transferentzia anode batetik katodoa, eta lehenengoa bada - disolbagarriak, bere ioiak elektrodo negatiboa murriztu egiten dira. Hemen ez hidrogenoa gas H ₂ katioiak zaharberritze bat _da. Beraz, katodoaren - substantzien elektrolisia eskema orokorra ere zati garrantzitsuenetako bat da.

urtzen elektrolisiaren

Prozesu kimiko ikuspegitik aztertzen ari garen aurrera bere ekuazio ditu. Posible With paperean zirkuitu osoa adierazten eta emaitza aurreikusteko. Garrantzitsuena arreta behar duzu - presentzia edo uretako ingurumena eza eta anode mota (disolbagarriak edo ez).

Beharrezkoa izanez gero ondorengo produktuak lortzeko: alkali eta alkalinoak Lur metal, alkalis, aluminio, berilioa, oxigeno-duten gasen anioi ezin gero elektrolito konponbidearen elektrolisia buruzko galdera bat izango da. Just urtu, bestela beharrezko konexioak izango ez delako lan. Horregatik industrian askotan sintetizatu substantzia horiek, horiek lehor anhydrous gatz eta hidroxido erabiliz.

Oro har, urtu elektrolisia ekuazio nahiko erraza eta estandarra da. Adibidez, kontuan hartu dugu eta grabatzeko badizute potasio iodide, ikuspegian, honako hau izango da:

KI = K ^{+ +} I ^-

katodoaren (K) "-" K ⁺ K + 1 e = ⁰

anode ^{(A) "+": 2i - -} 2e = I ₂ ⁰

Prozesua Ondokoa: KI = K + I _2.

Era berean, elektrolisia metal edozein grabatuko dute bere elektrodo-potentziala kontuan hartu gabe.

aqueous irtenbide Elektrolisia

Noiz irtenbide elektrolito dator, prozesuaren emaitza oso bestelakoa izango da. Azken finean, ur hartzaile aktibo bihurtzen ari da. halaber, ioiak sartu bereizteko eta elektrodoak alta egiteko gai da. Beraz, kasu horietan garrantzitsuetan elektrodo-potentziala ioi. Baino bere balioa negatiboa txikiagoa da, handiagoa oxidazio azkarrago edo murrizteko arriskua.

aqueous konponbidea elektrolisia hainbat arau hori ikasi beharko da gaia.

1. Anodic Prozesuak: alta hidrogenoa azidoen anioi bakarrik (hidrogenoa atsekabea salbu). oxigeno ioi bat edo atsekabea ion bada, orduan ura oxidatzen egingo oxigenoa askatzeko.
2. The cathodic prozesuak: elektrokimikoak serie metal electrowinning (gehienez eta aluminiozko barne) katodoaren on ezin izango da berreskuratu ondorioz handiko jarduera kimikoa. Hau uretan hidrogenoa askatzeko egiten du. aluminiozko Metalak hidrogenoa aldi berean zaharberritua urarekin substantzia sinplea da. Hori elektrokimikoak series (jarduera baxua) eta hidrogenoa ondoren dira horiek, erraz jasan substantzia sinplea den murrizketa.

arau hauek jarraituz gero, edozein elektrolisia erretratatzen ditzakegu eta etekina kalkulatzeko. disolbagarriak anode zirkuitua kasuan aldatu egiten da eta askoz ere zailagoa bihurtzen da.

elektrolisia gatz

Prozesu horiek metalak hutsa eta gasak lortzeko erabiltzen dira, teknologikoki sinple eta ekonomikoki onuragarria da geroztik. Horrez gain, produktuen garbitasun-maila altua, eta hori oso garrantzitsua etortzen.

Adibidez, kobrea electrowinning azkar lor daiteke forma hutsa edozein gatza irtenbide bat. Gehien erabiltzen kobre sulfatoa edo kobre sulfatoa (II) - CuSO _4.

urtutako edo gatza konponbide bezala atera daiteke metal purua, eta hori da hain beharrezkoa birtualki elektrikoak eta metal ingeniaritza sektore guztietan.

Esanahia eta eskaera-prozesua

Elektrolisia - Oso garrantzitsua prozesu bat. Oinean oinarritzen dira beharrezko eragiketak teknikoak, esaterako, hauek dira:

1. metal fintzea.
2. Electroextraction.
3. ELECTROPLATING.
4. Electrosynthesis.
5. korrosioaren Estaldura eta beste batzuk aplikatzea.