Naon éléktrolisis? The anoda na katoda. prosés Physico-kimiawi

Pikeun lila urang teu ngatur pikeun meunangkeun pisan zat murni dina wangun bébas. Kayaning contona:

• logam;
• alkalis;
• chloro;
• hidrogén;
• hidrogén péroxida;
• klorin organik jeung batur.

Aranjeunna narima boh mangrupa eusi tinggi tina najis, ti mana ieu mungkin meunang leupas tina, atanapi henteu disintésis pisan. Tapi sambungan nu pohara penting pikeun pamakéan dina industri jeung kahirupan sapopoe. Tapi kalayan kapanggihna hiji prosés kayaning éléktrolisis, hiji tugas babandingan pisan geus ngumbar. Dinten biasa digunakeun henteu ngan keur sintésis, tapi ogé pikeun loba pisan prosés lianna.

Naon éléktrolisis? Salaku eta kajadian, sababaraha tahap piled up, naon nu Kauntungan utama tina metoda ieu, coba ngartos kursus artikel.

Naon éléktrolisis?

Pikeun ngajawab pertanyaan ieu, urang kudu neangan ngartos terminologi jeung sababaraha konsép fisik jeung kimia dasar.

1. DC - aliran diarahkeun éléktron asalna ti sagala sumber listrik.
2. Éléktrolit - zat, leyuran nu sanggup ngalakonan hiji arus listrik.
3. Éléktroda - plat bahan nu tangtu, interconnected, anu lulus listrik ngaliwatan dirina (anoda na katoda).
4. Réaksi rédoks - prosés di mana aya parobahan dina gelar oksidasi sahiji pamilon. Maksudna, sababaraha ion ngoksidasi jeung ngaronjatkeun ajén darajat oksidasi, sedengkeun nu sejenna nu ngurangan, nurunkeun eta.

Sanggeus ngijinkeun sakabéh istilah ieu, anjeun bisa ngajawab patarosan tina naon éléktrolisis. prosés rédoks ieu Wanadri ngalirkeun a ayeuna langsung ngaliwatan solusi éléktrolit sarta terminated ku sékrési produk béda di éléktroda.

instalasi gampang, nu bisa disebut electrolyzer, ngalibatkeun ukur sababaraha komponén:

• dua gelas kalawan éléktrolit;
• sumber ayeuna;
• dua éléktroda nu interconnected.

industri ngagunakeun desain otomatis leuwih kompléks, sahingga pikeun ménta nomer badag produk - mandi éléktrolisis.

prosés éléktrolisis téh cukup rumit, nunut ka sababaraha hukum na proceeds teoritis dumasar kana runtuyan jeung aturan. Pikeun neuleu ngaduga hasilna, sadaya hukum na petikan mungkin bisa diajar ogé.

Yayasan teoritis ngeunaan prosés

The canons pangpentingna fundamental dina nu rests éléktrolisis - hukum Michael Faraday - fisika kawentar, dipikawanoh karyana dina widang arus listrik sarta sadaya prosés ngalengkepan.

Sadaya aturan sapertos dua, nu masing-masing ngajelaskeun hakekat proses dina éléktrolisis nu.

Hukum kahiji

Kahiji hukum Faraday, rumus di mana geus ditulis salaku m = Ki * Δt, nyaéta saperti kieu.

Zat massa discharged di éléktroda nu geus langsung sabanding jeung listrik, anu geus dialirkeun éléktrolit anu.

Rumus nunjukeun yen m teh - nya massa bahan, abdi - inténsitas ayeuna, Δt - waktu salila eta anu kaliwat. Ogé kaasup ngarupakeun nilai tina k, anu disebut teh sarua éléktrokimia tina sanyawa nu. nilai Ieu gumantung kana sifat tina sanyawa sorangan. K nyaéta numerik sarua jeung massa zat anu dileupaskeun dina éléktroda nu liwat éléktrolit nalika ngalirkeun hiji unit muatan listrik.

Aturan kadua éléktrolisis

Hukum kadua Faraday, rumusna diantarana - m = M * I * Δt / n * F, nyaéta saperti kieu. Hiji sarimbag éléktrokimia sahiji sanyawa (k) nya langsung sabanding jeung massa molar, sarta tibalik sabanding jeung valénsi tina zat.

Rumus luhur teh hasil tina ditarikna sadaya Serikat. Ieu ngarebut hakekat tina hukum kadua éléktrolisis. Sanyawa massa molar, abdi - - M inténsitas ayeuna diliwatan pikeun sakabéh prosés, Δt - total waktu éléktrolisis, F - Faraday urang tetep, n - éléktron nu aub dina prosés. Jumlah maranéhanana nyaéta sarua jeung muatan ion nu, nyandak bagian dina prosés.

hukum Faraday urang pikeun mantuan ngarti naon éléktrolisis, sarta keur ngitung potensi ngahasilkeun ku beurat, hasil nu dimaksud téh keur prediksi na pangaruh kursus prosés. Éta mangrupakeun dasar téoritis nu transformasi.

Konsep nu anoda sarta jenis na

Kacida pentingna aya dina éléktroda éléktrolisis. Sakabeh proses nyaeta gumantung bahan ti nu aranjeunna dijieun, alam husus maranéhanana jeung sipat. Kituna, urang nganggap di leuwih jéntré masing-masingna.

Anoda - tambah atawa éléktroda positif. Hartina, hiji anu napel kutub "+" tina sumber kakuatan. Sasuai, mun tina solusi éléktrolit baris mindahkeun ion négatip atanapi Anion. Aranjeunna baris ngoksidasi dieu, gaining gelar leuwih luhur oksidasi.

Kituna, urang bisa narik hiji diagram saeutik anu bakal nulungan apal prosés anodic: hiji anoda "tambah" - Anion - oksidasi. Ku kituna aya dua tipe dasar éléktroda, gumantung kana anu bakal ngahurungkeun hiji produk nu tangtu.

1. The leyur atawa inert anoda. tipe sapertos ngawengku hiji éléktroda nu ngagaduhan ukur pikeun mindahkeun éléktron jeung prosés oksidasi, sanajan kitu henteu dihakan teu leyur. anodes sapertos anu dijieun tina grafit, iridium, platina, karbon jeung saterusna. Ngagunakeun éléktroda ieu, anu logam bisa dihasilkeun dina gas murni (oksigén, hidrogén, klorin jeung saterusna).
2. The anoda leyur. Nalika prosés oksidatif anjeunna leyur na mangaruhan hasil tina éléktrolisis nu. Bahan dasar konstruksi pikeun jenis ieu éléktroda: nikel, tambaga, cadmium, kalungguhan, timah, seng jeung sajabana. Ngagunakeun anodes ieu perlu pikeun electrorefining prosés logam, electroplating, palapis pelindung ngalawan korosi, jeung saterusna.

Hakekat proses kajadian di éléktroda positif diréduksi jadi ngurangan ion paling electronegative meaningfully poténsial. Ivot naha ngalakukeun Anion asam hidrogén jeung ion hidroksida, lajeng caina, upami éta solusi. Oksigén-ngandung anion dina leyuran éléktrolit cai, umumna di anoda henteu pisan, saprak caina ngajadikeun eta gancang, sakaligus ngaleupaskeun oksigén.

The katoda jeung ciri na

katoda - mangrupakeun éléktroda nu muatanana négatif (alatan akumulasi éléktron dinya lamun hiji arus listrik). Éta pisan sababna naha manéhna pindah ion nu muatanana positif - kation nu ngalaman rehabilitasi, nyéta, ngurangan gelar oksidasi.

Aya ogé pertinent inget skéma katoda "dikurangan" - kationna - recovery. Salaku bahan pikeun katoda ngawengku:

• stainless steel;
• tambaga;
• karbon;
• kuningan;
• beusi;
• aluminium jeung sajabana.

Ieu di éléktroda ieu datang ka logam recovery zat murni, nu salah sahiji metodeu utama pikeun ngahasilkeun aranjeunna industri. Ieu oge mungkin alih éléktron ti anoda ka katoda, sarta lamun kahiji - leyur, ion na keur ngurangan dina éléktroda négatip. Di dieu aya hiji restorasi of kation jeung gas H hidrogén _2. Ku alatan éta, katoda - nyaéta salah sahiji bagian pangpentingna dina skéma sakabéh éléktrolisis zat.

éléktrolisis melts

Ti panempo prosés kimiawi ditaliti boga persamaan na. Kalawan eta mungkin keur ngagambarkeun sakabeh circuit on kertas jeung keur prediksi hasilna. Hal pangpentingna Anjeun kudu nengetan - ayana atanapi henteuna lingkungan akuatik jeung tipe anoda (leyur atanapi henteu).

Upami diperlukeun keur nangtukeun produk handap: alkali jeung basa bumi logam, alkalis, aluminium, beryllium, Anion gas oksigén-ngandung bisa lajeng janten sual ngeunaan éléktrolisis solusi éléktrolit. Ngan ngalembereh, kusabab sambungan disebutkeun diperlukeun moal jalan. Éta pisan sababna naha di industri mindeng nyintésis zat ieu, ngagunakeun éta uyah anhidrat garing sarta hydroxides.

Sacara umum, ngalembereh persamaan éléktrolisis anu cukup basajan tur baku. Contona, upami anggap we jeung ngarekam eta pikeun kalium iodida, nempo bakal di handap:

KI = K ^{+ +} I ^-

The katoda (K) "-" K ⁺ K + 1 e = ⁰

The anoda ^{(a) "+": 2I - -} 2e = I ₂ ⁰

Prosés hasilna: KI = K + I _2.

Nya kitu éléktrolisis baris ngarekam logam sagala paduli poténsi éléktroda na.

Éléktrolisis tina leyuran cai

Lamun datang ka éléktrolit solusi, hasil tina prosés nu bakal rada béda. Barina ogé, cai geus jadi hiji pamilon aktif. Éta ogé sanggup dissociating kana ion na discharged ti éléktroda. Kituna, dina kasus kawas penting éléktroda poténsi ion. Ti nilai négatip na leuwih handap, anu gede likelihood oksidasi leuwih gancang atawa ngurangan.

Éléktrolisis tina leyuran cai nunut ka sababaraha aturan nu kudu memorized.

1. Prosés Anodic: discharged ukur Anion asam hidrogén (iwal hidrogén fluorida). Mun hiji ion oksigén atawa ion fluorida, teras cai bakal dioksidasi jadi ngaleupaskeun oksigén.
2. Prosés cathodic: electrowinning logam dina serial éléktrokimia (nepi ka na inklusif aluminium) on katoda teu bisa disimpen alatan kagiatan kimiawi tinggi. Hal ieu ngajadikeun cai rék dipegatkeun hidrogén. Logam tina aluminium pikeun hidrogén disimpen sakaligus kalawan cai kana zat basajan. Jalma anu sanggeus hidrogén dina séri éléktrokimia (aktivitas low), gampang ngalaman réduksi kana zat basajan.

Lamun nuturkeun aturan ieu, urang bisa ngagambarkeun éléktrolisis wae jeung ngitung ngahasilkeun teh. Dina kasus hiji sirkuit anoda leyur variasina tur janten leuwih pajeulit.

uyah éléktrolisis

Prosés ieu digunakeun pikeun meunangkeun logam murni sarta gas, saprak éta technologically basajan tur ékonomis nguntungkeun. Sajaba ti éta, produk datangna ku gelar luhur ti purity, nu penting.

Contona, electrowinning tambaga bisa gancang ménta deui dina formulir murni ti leyuran uyah wae. Paling ilahar dipake tambaga sulfat atawa tambaga sulfat (II) - CuSO _4.

Salaku ngalembereh atawa leyuran uyah nu bisa dikeduk logam murni, nu kitu diperlukeun dina ampir sakabéh sektor listrik jeung rékayasa logam.

Harti jeung aplikasi prosés

Éléktrolisis - a prosés pohara penting. Dina dasarna anu dumasar anu operasi teknis perlu, kayaning:

1. logam pemurnian.
2. Electroextraction.
3. Electroplating.
4. Electrosynthesis.
5. Aplikasi tina coatings anti korosi jeung sajabana.