Какво е електролиза? Анода и катода. Физико-химични процеси

Дълго време хората не успяват да получите много на чисти вещества или в свободна форма. Като например:

• метали;
• основи;
• хлоро;
• водород;
• водороден пероксид;
• Органичният хлор и др.

Те са получавали високо съдържание на примеси, от които е невъзможно да се отървете от, или не синтезира изобщо. Но връзката е много важно за използване в промишлеността и бита. Но с откриването на един процес, като електролиза, задача на огромни размери е решен. Днес тя се използва не само за синтез, но и за много други процеси.

Какво е електролиза? Както се случва, някои от етапите прибрана, това, което е основното предимство на този метод, се опитаме да разберем хода на статията.

Какво е електролиза?

За да отговорим на този въпрос, първо трябва да се стремим да разберем терминологията и някои основни физични и химични понятия.

1. DC - насочен поток от електрони, произхождащи от всеки източник на ток.
2. Електролит - вещество, разтвор на който е способен на провеждане на електрически ток.
3. Електроди - плоча на някои материали, свързани помежду си, които преминават ток през себе си (анод и катод).
4. Реакцията на редокси - процес, при който има промяна в степента на окисление на участниците. Това е, някои йони се окисляват и увеличаване на стойността на степента на окисление, докато други са намалени, това намаляване.

След като се изясни на всички тези условия, можете да отговорите на въпроса какво е електролиза. Това редокс процес, включващ преминаване на постоянен ток чрез електролитния разтвор и се прекратява чрез освобождаването на различни продукти на електродите.

Лесна инсталация, която може да се нарече електролизер, включва само няколко компонента:

• две чаши с електролит;
• източник на ток;
• два електрода са свързани помежду си.

Индустрията използва много по-сложен автоматизирано проектиране, което позволява да се получи голям брой продукти - електролиза бани.

процес електролиза е доста сложен, е обект на няколко теоретични закони и приходи в съответствие с реда и правилата. За да се предскаже точно резултата, всички закони и е възможно преминаването трябва да бъдат научени добре.

Теоретичните основи на процеса

Най-важните основни канони, на които почива електролиза - законите на Майкъл Фарадей - известния физик, известен с работата си в областта на електрически ток и всички съпътстващи процеси.

Всички тези правила две, всяка от които описва същността на процесите в електролиза.

Първият закон

Първият закон на Фарадей, формулата на която е написано като m = Ki * АТ, е както следва.

Мас вещество изпуска в електрода е пряко пропорционална на електроенергия, който е преминал през електролита.

Формулата показва, че M - е масата на материал, I - тока, ATi, - време, в което се предава. Включена е и стойността на к, който се нарича електрохимичен еквивалент на съединението. Тази стойност зависи от естеството на самото съединение. К е числено равна на масата на веществото, което се освобождава в електрода през електролита при преминаване на една единица на електрически заряд.

Второто правило на електролиза

Вторият закон на Фарадей, формулата на които: - m = M * I * АТ / п * F, е както следва. Електрохимично еквивалент на съединението (А) е пряко пропорционална на неговата молекулна маса, и обратно пропорционално на валенцията на веществото.

Горната формула е резултат от оттеглянето на всички Юнайтед. Той улавя същността на втория закон на електролиза. М - моларен масови съединения I - тока прието за целия процес, ATi, - общо време на електролизата, F - Фарадей постоянни, п - електрони, които са включени в процеса. Техният брой е равен на заряда на йона, взе участие в този процес.

закони на Фарадей, за да помогне да разбере какво е електролиза, и за изчисляване на потенциалната доходност от теглото, желаният резултат е да се предскаже и да повлияе на хода на процеса. Те представляват теоретичните основи на трансформациите.

Концепцията на анода и нейните видове

Много важно е в електролиза електроди. Целият процес зависи от материала, от който са направени, тяхната специфична природа и свойства. Ето защо, ние смятаме по-подробно всеки един от тях.

Анода - плюс или положителен електрод. Това означава, че този, който е прикрепен към "+" полюс на източника на захранване. Съответно, за да го от електролитния разтвор ще се премести отрицателни йони или аниони. Те ще се окисляват тук, да се получи по-висока степен на окисление.

Следователно, можем да направим малко по схема, която ще помогне помня анодните процеси: анод "плюс" - аниони - окисление. По този начин има два основни типа на електрода, в зависимост от който ще се превърне даден продукт.

1. Неразтворимият или инертен анод. Такъв тип включва електрод, който служи само за прехвърляне на електрони и окислителни процеси, но той не се консумира и не се разтваря. Такива аноди са изработени от графит, иридий, платина, въглерод и така нататък. Използването на тези електроди, металите могат да бъдат произведени в чисти газове (кислород, водород, хлор и така нататък).
2. Разтворимият анода. Когато окислителните процеси той разтворени и да повлияят на резултата от електролизата. Основните материали, от които са изработени от подобен тип електроди: никел, мед, кадмий, олово, калай, цинк и други. Използването на тези аноди необходимо за електрорафиниране процеси на метали, галванични, защитно покритие срещу корозия, и така нататък.

Същността на процеси, протичащи при положителния електрод се редуцира до да изпълняват най-електроотрицателните йони значение потенциал. Ivot защо аниони водородни киселини и хидроксиден йон и след това водата, ако е разтвор. Кислород-съдържащи аниони във воден разтвор на електролит, обикновено при анода не се изхвърля, тъй като водата го прави по-бързо освобождаване на кислород.

Катода и нейните характеристики

Катодът - е отрицателно зареден електрод (поради натрупването на електрони върху него, когато електрически ток). Ето защо, за да го движи положително заредени йони - катиони, които са в процес на рехабилитация, тоест, да се намали степента на окисление.

Налице е също така уместно да се помни схема катод "минус" - катион - възстановяване. Като материал за катода включват:

• неръждаема стомана;
• мед;
• въглерод;
• месинг;
• желязо;
• алуминий и др.

Именно на този електрод въпрос за метали възстановяване на чисти вещества, който е един от основните методи за индустриалното им производство. Също така е възможно прехвърлянето на електрони от анода към катода, и ако първият - разтворим, неговите йони се редуцират на отрицателния електрод. Тук има възстановяване на катиони на водороден газ _Н2. Ето защо, на катода - е един от най-важните части в цялостната схема на електролиза на веществата.

електролиза на стопилки

От гледна точка на химически процес в процес на разглеждане е уравнение му. С възможност за представяне на цялата верига на хартия и да се предскаже резултат. Най-важното нещо, което трябва да се обърне внимание - наличието или отсъствието на водната среда и вида на анода (разтворими или не).

Ако е необходимо да се получат следните продукти: алкални и алкалоземни метали, основи, алуминий, берилий, аниони на кислородсъдържащи газове не могат след това да бъдат въпрос за електролиза на разтвор на електролит. Просто се стопи, тъй като в противен случай се изискват връзки няма да работят. Ето защо в индустрията често синтезира тези вещества, които ги използват сухи безводни соли и хидроксиди.

Като цяло, се стопи електролиза уравнение е съвсем проста и стандарт. Например, ако вземем предвид и да го запишете на калиев йодид, гледката ще бъде следното:

Ki = К ^{+ +} I ^-

Катодът (K) "-" K ⁺ K + 1 е = ⁰

Анодът ^{(А) "+": 2I - -} 2е = I ₂ ⁰

Резултат процес: KI = K + I _2.

По същия начин, електролиза ще записва всеки метал, независимо от неговия потенциал електрод.

Електролиза на воден разтвор

Когато става въпрос за електролитни разтвори, резултатът от този процес ще бъде доста по-различно. В края на краищата, водата се превръща в активен участник. Също така е способен на дисоцииране на йони и освободен от електродите. Следователно, в тези случаи важно електрода потенциални йони. От неговите отрицателна стойност е по-ниска, толкова по-голяма вероятността от по-бързо окисляване или редукция.

Електролиза на водния разтвор е обект на няколко правила, които трябва да бъдат запомнени.

1. Анодна процеси: изпускани само аниони на водородни киселини (с изключение на водород флуорид). Ако йон кислород или флуориден йон, след това с вода ще бъде окислен за да се освободи кислород.
2. Катодната процеси: електродобиване метали в електрохимичната серия (до и включително на алуминий) на катода не могат да бъдат възстановени поради висока химическа активност. Това прави водата да освободи водород. Метали от алуминий водород възстановени едновременно с вода до прости вещества. Тези, които са след водород в електрохимична серия (ниска активност), лесно да претърпи редукция до прости вещества.

Ако следвате тези правила, ние можем да обрисуват всеки електролиза и изчисляване на доходността. В случая на разтворим анод верига варира и става много по-сложно.

електролиза соли

Тези методи се използват за получаване на чисти метали и газове, тъй като тя е технологично прост и икономически изгодно. В допълнение, продуктите са с висока степен на чистота, което е важно.

Например, електродобиване на мед бързо може да се получи в чиста форма от разтвор на всяка сол. Най-често се използва меден сулфат или меден сулфат (II) - CuSO _4.

Като стопилка или разтвор на солта може да се екстрахира чист метал, което е толкова необходимо в почти всички сектори на електрически и метал инженерство.

Значение и приложение процес

Електролиза - един много важен процес. В основата му са базирани са необходимите технически операции, като например:

1. метал рафиниране.
2. Електроекстракция.
3. Галванопластика.
4. Electrosynthesis.
5. Прилагането на антикорозионни покрития и други.