Cal é a electrólise? O ánodo e cátodo. proceso físico-químico

Durante moito tempo, a xente non conseguen obter unha serie de substancias puras en forma libre. Tal como, por exemplo:

• metais;
• Alcalá;
• cloro;
• hidróxeno;
• peróxido de hidróxeno;
• cloro orgánico e outros.

Recibiron un alto contido de impurezas, a partir do cal era imposible librarse, ou non sintetizado en todo. Pero a conexión é moi importante para o seu uso na industria e na vida cotiá. Pero co descubrimento dun proceso como electrólise, unha tarefa de enormes proporcións foi resolto. Hoxe é usado non só para a síntese, pero tamén a moitos outros procesos.

Cal é a electrólise? Cando isto ocorre, algunhas das etapas empilhados, o que é a principal vantaxe deste método, tentar entender o curso do artigo.

Cal é a electrólise?

Para responder a esta pregunta, debemos primeiro buscar entender algúns conceptos fisicoquímicas básicas a terminoloxía e.

1. DC - un fluxo dirixido de electróns procedentes de calquera fonte de enerxía eléctrica.
2. Electrólito - sustancia, solución de que sexa capaz de realizar unha corrente eléctrica.
3. Electrodos - tarxeta de certos materiais, conectados, que pasan a través de si electricidade (ánodo e cátodo).
4. A reacción redox - un proceso no que existe un cambio no grao de oxidación dos participantes. É dicir, uns ións oxidar e aumentar o valor do grao de oxidación, mentres que outros son reducidos, baixando o.

Tendo ilustrado todos estes termos, pode responder á cuestión do que é a electrólise. Este proceso redox, que comprende o paso dunha corrente continua a través da solución de electrólito e terminada pola liberación de produtos diferentes nos electrodos.

Fácil instalación, que pode ser chamado electrolyzer, implica só algúns compoñentes:

• dúas lúas cun electrólito;
• unha fonte de corrente;
• dous electrodos están conectados.

A industria emprega un deseño moito máis complexo automatizado, permitindo a obtención dun gran número de produtos - baños de electrólise.

proceso de electrólise é moi complexo, está suxeita a diversas leis e recursos teóricos segundo a orde e normas. Para prever correctamente o resultado, as leis e posible paso para ser aprendido ben.

Os fundamentos teóricos do proceso

Os canons máis importantes fundamentais sobre os que descansa a electrólise - as leis de Michael Faraday - o famoso físico, coñecido polo seu traballo no campo da corrente eléctrica e todos os procesos de seguimento.

Todas estas normas dous, cada un dos cales describe a esencia dos procesos na electrólise.

A primeira lei

A primeira lei de Faraday, a fórmula que está escrito como m = Ki * At, é como segue.

substancia masa verquida no electrodo é directamente proporcional á electricidade, o cal pasou a través do electrólito.

A fórmula mostra que o m - representa a masa de material, I - a intensidade da corrente ,? T - tempo durante o cal el é pasado. Tamén está incluído o valor de K, que se chama o equivalente electroquímica do composto. Este valor depende da natureza do propio composto. K é numericamente igual á masa da sustancia que é liberada no electrodo través do electrólito ao pasar dunha unidade de carga eléctrica.

A segunda regra de electrólise

A segunda lei de Faraday, a fórmula de que - m = H * I * Dt / n * F, é como segue. Un equivalente electroquímica do composto (k) é directamente proporcional á súa masa molar, e inversamente proporcional á Valencia da substancia.

A fórmula anterior é o resultado da retirada de todos os Estados. El captura a esencia da segunda lei da electrólise. M - molar compostos masa, I - intensidade de corrente que pasa por todo o proceso ,? T - Tempo total de electrólise, F -, n constantes de Faraday - electróns que están implicados no proceso. O seu número é igual á carga do ión, participou no proceso.

leis de Faraday para axudar a entender o que é a electrólise, e para calcular o potencial de rendemento en peso, o resultado desexado é de prever e influír no curso do proceso. Eles constitúen a base teórica das transformacións.

O concepto do ánodo e os seus tipos

Moi importante é nos eléctrodos electrólise. Todo o proceso é dependente do material desde o que son feitos, a súa natureza e propiedades específicas. Polo tanto, nós consideramos máis detalladamente cada un deles.

Ánodo - máis ou electrodo positivo. É dicir, aquel que está conectado ao polo "+" da fonte de alimentación. Por conseguinte, para que a partir da solución de electrólito vai mover ións negativos ou aniões. Van oxidar aquí, gañando un maior grao de oxidación.

Polo tanto, podemos deseñar un pequeno diagrama que pode axudar a lembrar procesos anódicos: un ánodo "plus" - anións - oxidación. Así, hai dous tipos básicos do electrodo, dependendo de cal vai á súa vez un produto en particular.

1. O ánodo insoluble ou árido. Este tipo inclúe un electrodo que só serve para transferir electróns e os procesos de oxidación, con todo, non é consumido e non disolto. Tales ánodos son feitas de grafito, iridio, platino, carbono e así por diante. Usando estes electrodos, os metais poden ser producidos en gases puros (oxigio, hidrogio, cloro e así por diante).
2. O ánodo soluble. Cando os procesos oxidativos el disolveu e afectar o resultado da electrólise. Os materiais básicos de construción para este tipo de electrodo: níquel, cobre, cadmio, chumbo, estaño, zinc e outros. Usando estes ánodos necesidade de procesos electrolítica de metais, galvanoplastia, revestimento protector fronte á corrosión, e así por diante.

A esencia dos procesos que teñen lugar no electrodo positivo é reducida para descargar os ións máis electronegativos significativamente potencial. Ivot por que aniões ácidos de hidróxeno e ións de hidróxido, e, a continuación, a auga, se é unha solución. Osíxeno contén aniões nunha solución acuosa de electrólito, xeralmente no ánodo non é descargada, xa que a auga fai que sexa máis rápido, liberando osíxeno.

O cátodo e as súas características

O cátodo - é un electrodo cargado negativamente (debido á acumulación de electróns en que, cando unha corrente eléctrica). É por iso que a el se mover ións cargados positivamente - cações que están en fase de rehabilitación, é dicir, reducir o grao de oxidación.

Tamén é pertinente lembrar esquema de cátodo "menos" - ción - recuperación. Como o material para o cátodo inclúen:

• aceiro inoxidable;
• cobre;
• carbono;
• bronce;
• ferro;
• de aluminio e outros.

É nesta electrodo trata de metais recuperación de substancias puras, que é un dos principais métodos para producir industrialmente. Tamén é posible é a transferencia de electróns do ánodo ao cátodo, e se o primeiro - soluble, os seus ións son reducidos no electrodo negativo. Aquí hai unha restauración de catiões para hidróxeno do gas _H2. Polo tanto, o cátodo - é unha das pezas máis importantes do esquema xeral de electrólise de sustancias.

electrólise de derrete

Desde o punto de vista do proceso químico en apreciado ten a súa ecuación. Coa posibilidade de representar todo o circuíto en papel e para prever o resultado. O máis importante que ten que prestar atención para - a presenza ou ausencia do medio acuático eo tipo do ánodo (soluble ou non).

Se é necesario para obter os seguintes produtos: metais alcalinos e alcalino-terrosos, álcalis, de aluminio, berilio, aniões de gases que contén osíxeno non pode, entón, ser unha pregunta acerca da electrólise da solución de electrólito. Só derreter, porque as conexións doutro xeito esixe non vai funcionar. É por iso que na industria, moitas veces sintetizar estas substancias, usándose os sales anhidro en seco e hidróxidos.

En xeral, derreter ecuación electrólise é moi sinxelo e estándar. Por exemplo, se consideramos e gravalo ao iodeto de potasio, a vista será o seguinte:

KI = K ^{+ +} I ^-

O cátodo (K) "-" K ⁺ K + 1 e = ⁰

O ánodo ^{(A) "+": 2i - -} 2E = I ₂ ⁰

Resultado proceso: KI = K + I _2.

Do mesmo xeito, a electrólise ha gravar calquera metal, con independencia da súa potencial do electrodo.

Electrólise da solución acuosa

Cando se trata de eletrólitos solucións, o resultado do proceso será ben distinta. Ao final, a auga está facendo un participante activo. Tamén é capaz de disociar en ións e descargarse desde os electrodos. Polo tanto, en tales casos importantes electrodos potenciais ións. Que o seu valor negativo é menor, maior a probabilidade de oxidación máis rápida ou redución.

Electrólise da solución acuosa está suxeita a varias regras que deben ser memorizadas.

1. Procesos anódica: descargados só aniões de ácidos de hidróxeno (agás fluoruro de hidróxeno). Un ión de osíxeno ou ión fluoruro, a continuación, a auga pode ser oxidado para liberar osíxeno.
2. Os procesos catódicos: electrolítica de metais da serie electroquímica (ata e ata de aluminio) sobre o cátodo non pode ser restaurado, debido á actividade química elevada. Isto fai que a auga para liberar hidróxeno. Metais de aluminio de hidróxeno restaurado simultaneamente con auga para substancias simples. Aqueles que son despois hidróxeno na serie electroquímica (baixa actividade), facilmente sometidos a redución de substancias simples.

Se todas estas regras, podemos retratar a electrólise e calcular o rendemento. No caso dun circuíto ánodo soluble varía e torna-se moito máis complicada.

sales de electrólise

Estes procesos son utilizados para a obtención de metais puros e gases, xa que é tecnoloxicamente simple e economicamente vantaxoso. Ademais, os produtos que veñen con un alto grao de pureza, o que é importante.

Por exemplo, separación electrolítica de cobre pode rapidamente obter-lo na súa forma pura desde unha solución de calquera sal. O máis vulgarmente utilizado sulfato de cobre ou sulfato de cobre (II) - _CuSO4.

Como unha masa fundida ou solución de sal pode ser extraído de metal puro, o que é necesario para que en practicamente todos os sectores da enxeñaría eléctrica e de metal.

proceso significado e aplicación

Electrólise - un proceso moi importante. Na súa base están baseados son as operacións técnicas necesarias, tales como:

1. refino de metais.
2. Electroextraction.
3. Galvanoplastia.
4. Eletrossíntese.
5. A aplicación de revestimentos anticorrosión e outros.