Wat ass electrolysis? D'Anode an cathode. Physico-chemesche Prozess

Fir eng laang Zäit Leit verwalten net vill vun reng Substanzen an der fräier Form ze kréien. Wéi zum Beispill:

• Metaller;
• alkalis;
• chloro;
• Waasserstoff;
• Waasserstoff Hem;
• Bio Chlor an anerer.

Si krut entweder eng héich Inhalt vun Gëftstoffer, aus deenen et onméiglech ze vun kreien, oder guer net Wierderbuch. Mä d'Verbindung ass ganz wichteg fir benotzen an Industrie a Alldag. Mä mat der Entdeckung vun engem Prozess wéi electrolysis, huet eng Aufgab vun riseger Undeeler geléist ginn. Haut ass et net nëmme fir Synthes, mä och fir vill aner Prozesser benotzt.

Wat ass electrolysis? Wéi et geschitt, piled puer vun den Etappen an, wat den Haaptgrond Virdeel vun dëser Method ass, probéieren am Laf vun der Manifestatioun ze verstoen.

Wat ass electrolysis?

Zu dëser Fro äntweren, musse mir éischt sichen d'Terminologie an e puer grondleeënd physesch a chemesch Konzepter ze verstoen.

1. DC - eng ënner Baach vun Elektronepueren aus all Quell vun Elektrizitéit aus.
2. Electrolyte - Substanz, Léisung vun deem vun Dirigent en elektresche Stroum kapabel ass.
3. Gedränkt - Risotto vu bestëmmte Materialien, vernetzt, déi Stroum duerch selwer Ugrëff (Anode an cathode).
4. D'redox Reaktioun - e Prozess an deem et eng Ännerung an der Ofschloss vun oxydéiert vun de Participanten. Dat ass, e puer Protonen oxidize an de Wäert vun der Ofschloss vun oxydéiert Lut, anerer reduzéiert ginn, et noléisst.

Mussen all vun dëse Begrëffer Souzesoen, kënnt Dir d'Fro vun Äntwert wat ass electrolysis. Dëst redox Prozess, mat engem direkten aktuell duerch d'electrolyte Léisung laanschtgoungen an ass vun der Verëffentlechung vu verschidde Produkter an der gedränkt kom- men.

Einfach Installatioun, déi electrolyzer genannt ginn, handelt et just e puer Deeler:

• zwee Brëller mat engem electrolyte;
• engem aktuell Quell;
• zwee gedränkt sinn vernetzt.

D'Industrie benotzt eng vill méi komplex automatiséiert Design, grouss Zuelen vu Produiten ze kréien Délaie - electrolysis Termen.

electrolysis Prozess ass zimlech komplex, ass Thema zu puer theoretesch Gesetzer an Erléis no der Uerdnung a Regelen. Fir richteg d'Resultat viraus soën, all d'Gesetzer a méiglech Passage gin gutt geléiert.

Der theoretesch Fundamenter vum Prozess

Déi wichtegst fundamental Kanoniker op déi electrolysis leien - de Gesetzer vum Michael Faraday - de berühmte Physiker, fir seng Aarbecht am Beräich vun elektresche Stroum an all accordéiert Prozesser bekannt.

All esou Regelen zwee, jiddereng vun deenen der Essenz vun der Prozesser am electrolysis beschreift.

Déi éischt Gesetz

Déi éischt Gesetz vum Faraday, d'Formule vun déi als m = Ki * Δt geschriwwen ass, ass wéi follegt.

Mass Substanz um Elektroden US ass direkt proportional zu Stroum, deen duerch d'electrolyte gestëmmt huet.

D'Formel weist, datt de m - ass d'Mass vu Material, ech - aktuell Intensitéit, Δt - Zäit während deenen et batter ass. Och kréiën de Wäert vun K, wat de electrochemical géigeniwwer vun der Facettenaen genannt ass. Dëse Wäert hänkt vun der Natur vun der Massa selwer. K ass zu der Mass vun der Substanz numerically gläich datt um Elektroden duerch d'electrolyte Verëffentlechung ass wann een Eenheet vun elektresch Vitesse ass laanscht.

Déi zweet Regel vun electrolysis

Déi zweet Gesetz vum Faraday, d'Formule vun deenen - m = M * ech * Δt / n * F, ass wéi follegt. Eng electrochemical géigeniwwer vun der Massa (K) ass direkt proportional zu hirem Dokter Mass, an inversely proportional zu der VALENCE vun der Substanz.

D'virun Formule ass d'Resultat vun de Réckzuch vun alle United. Et Treffer der Essenz vun der zweeter Gesetz vum electrolysis. M - Dokter Mass awer, ech - aktuell Intensitéit fir de ganze Prozess huet, Δt - total electrolysis Zäit, F - Faraday d'konstant, N - Elektronepueren datt am Prozess bedeelegt sinn. Hir Zuel ass gläich un der Vitesse vun der ioun, deelgeholl am Prozess.

Faraday d'Gesetzer verstoen ze hëllefen wat electrolysis ass, an d'Potential nozeginn vun Gewiicht ze berechnen, déi erhoffte Resultat ass ze soe an de Laf vun de Prozess Afloss. Si wor den theoretesch Basis vun de Fraen.

D'Konzept vun der Anode an hir Typen

Ganz wichteg sinn an der electrolysis gedränkt. De ganzen Prozess ass ofhängeg op d'Material aus deem se gemaach sinn, hir spezifesch Natur an Eegeschaften. Dofir, betruecht mir am Detail all eenzelne vun hinnen.

Anode - plus oder positiv Elektroden. Dat ass, datt een op de "+" Pole vun der Muecht Quell verbonnen ass. Anere Wierder, fir se aus de electrolyte Léisung wäert negativ Protonen oder anions plënneren. Si wäert oxidize hei, eng héich Ofschloss vun oxydéiert intelligent.

Dofir, kënne mir e bësse Diagramm molen datt anodic Prozesser erënneren Hëllef gëtt: eng Anode "plus" - anions - oxydéiert. Sou sinn et zwou Zorte Basis vun der Elektroden, je déi eng bestëmmte Produit Tour gëtt.

1. D'insoluble oder Inertgas- Anode. Esou Typ ëmfaasst eng Elektroden déi nëmmen zu Transfermaart Elektronepueren an oxydéiert Prozesser versuergt, awer ass et net verbrannt an net opgeléist. Esou anodes sinn aus GRAPHITE, Iridium, Platin, Kuelestoff a sou op feieren. Benotzt dëse gedränkt, kann de Metaller an reng Gasen produzéiert ginn (Sauerstoff, Waasserstoff, Chlor an sou op).
2. D'soluble Anode. Wann oxidative Prozesser hien opgeléist an d'Resultat vun der electrolysis Afloss. Der Basis Material vun Bau fir dës Zort vun Elektroden: Néckel, Koffer, Cadmium, nodeems hängkt, Zénk an anerer. Benotzt dëse anodes brauchen fir electrorefining Prozesser vun Metaller, electroplating, Schutzmoossnamen kann een géint corrosion, an sou op.

D'Essenz vun der Prozesser am positive Elektroden geschitt ass reduzéiert ze stäerkste electronegative Protonen Frësch Potential ze Offlossquantitéit. Ivot Firwat anions Waasserstoff Saieren a hydroxide ioun, an dann d'Waasser, wann et eng Léisung ass. Sauerstoff-haltege anions an meng electrolyte Léisung, meeschtens an der Anode net US ass, well d'Waasser dat méi séier mécht, Sauerstoff Thorunn.

D'cathode a seng Charakteristiken

D'cathode - ass eng negativ gelueden Elektroden (wéinst der Heefung vu Elektronepueren op et wann en elektresche Stroum). Dat ass firwat him positiv gelueden Protonen bewegt - signéieren datt Rééducatioun sinn amgaang, dat heescht, d'Ausmooss vun oxydéiert reduzéieren.

Et ass och pertinent Schema cathode "Minus" ze erënneren - cation - Erhuelung. Als Material fir d'cathode gehéieren:

• STAINLESS Stol;
• Koffer;
• Kuelestoff;
• Brass;
• Eisen;
• Al an anerer.

Et ass op dëser Elektroden un Metaller Erhuelung vun reng Substanzen kënnt, wat fir produzéiert hinnen industrially eent vun den Haapt Methode ass. Et ass och méiglech d'Transfert vun Elektronepueren vum Anode dem cathode, a wann déi éischt - soluble, sinn hir Protonen op den negativen Elektroden reduzéiert. Hei gëtt et eng Restauratioun vun signéieren zu Waasserstoff Gas H _2. Dofir, déi cathode - ass ee vun de wichtegsten Deeler am globale Schema vun electrolysis vun Substanzen.

electrolysis gooen

Vun der Embryone vu chemesche Prozess ënner allem huet seng Equatioun agefouert. Mat et méiglech de ganzen Parcours op Pabeier ze vertrieden an Resultat ze Viraus. Déi wichtegst Saach Dir auswiesselen ze bezuelen soll - d'Präsenz oder Verontreiung vun der Piscine Ëmwelt an d'Zort vun der Anode (soluble oder net).

Wann néideg de folgende Produiten ze kréien: Buvette an alkaline Äerd Metaller, alkalis, Al, Beryllium, anions vun Sauerstoff-haltege Gasen kann net dann eng Fro iwwert d'electrolysis vun der electrolyte Léisung ginn. Just schocken, well soss néideg Verbindunge net schaffen ginn. Dat ass firwat oft an der Industrie synthesize dës Substanzen, hinnen dréchen anhydrous Salzer a hydroxides benotzt.

Am Allgemengen, Schmëlzpunkt electrolysis Equatioun relativ einfach ass an Norm. Zum Beispill, wa mir et fir betruecht a Rekord Kaliumiodid, wäert de Vue déi folgend ginn:

Ki = K ^{+ +} ech ^-

D'cathode (K) "-" K ⁺ K + 1 E = ⁰

D'Anode ^{(E) "+": 2I - -} 2e = ech ₂ ⁰

Prozess Konklusiounen: Ki = K + ech _2.

Den Zerfall, wäert electrolysis all Metal Rekord egal seng Elektroden Potential.

Electrolysis vun der meng Léisung

Wann et drëms geet Léisungen ze electrolyte, gëtt d'Resultat vun de Prozess ganz verschidden sinn. No all, en aktiven Participant ass ëmmer Waasser. Et ass och kapabel vun dissociating duerch Protonen an aus der gedränkt US. Dofir, an esou Fäll wichteg Elektroden Potential Protonen. Wéi hir negativ Valeur ass manner, der Groussregioun d'Chancen vun méi rapid oxydéiert oder Reduktioun.

Electrolysis vun der meng Léisung ass Thema zu puer Regelen, auswenneg ginn muss.

1. Anodic integréiert nëmmen anions vu Waasserstoff Saieren US (ausser Waasserstoff fluoride). Wann eng Sauerstoff ioun oder fluoride ioun, da wäert Waasser oxidized ginn Sauerstoff fräiginn.
2. D'cathodic Prozesser: electrowinning Metaller am electrochemical Serie (bis an inklusiv vun Al) op der cathode kann net wéinst den héije chemesche Aktivitéit restauréiert ginn. Dëst mécht d'Waasser Waasserstoff fräiginn. Metaller vun Al zu Waasserstoff gläichzäiteg mat Waasser ze einfach Substanzen restauréiert. Deenen, déi no Waasserstoff am electrochemical Serie sinn (Niddereg Aktivitéit), rufflech nëtzlecht Reduktioun ze einfach Substanzen.

Wann Dir dës Regelen verfollegen, kënne mir all electrolysis hin an der nozeginn Berechent. Am Fall vun engem soluble Anode Circuit individuell a gëtt vill méi komplizéiert.

electrolysis Salzer

Dës Prozesser sinn fir Maîtrise reng Metaller a Gaser benotzt, well et technologesch einfach ass a wirtschaftlech avantagéis. Zousätzlech, kommen d'Produite mat engem héije Mooss vun Rengheet, wat wichteg ass.

Zum Beispill, electrowinning vun Koffer kann et séier an reng Form vun enger Léisung vun all Salz kréien. De stäerkste allgemeng benotzt Koffer sulfate oder Koffer sulfate (II) - CuSO _4.

Als schocken oder Léisung vun der Salz kann reng Metal ofgebaut ginn, déi an quasi all Beräicher vun trenne Metal Déifbau sou néideg ass.

Bedeitung an Applikatioun Prozess

Electrolysis - eng ganz wichteg Prozess. Op seng huel sinn baséiert sinn déi néideg technesch Operatiounen, wéi:

1. Metal Ausschaffen.
2. Electroextraction.
3. Electroplating.
4. Electrosynthesis.
5. Der Applikatioun vun Anti-corrosion coatings an anerer.