Ce este anod și catod electroliza

Pentru o lungă perioadă de timp oamenii nu au reușit să obține o mulțime de substanțe pure sub formă liberă. Cum ar fi de exemplu:

Ce este electroliza? Așa cum se întâmplă, unele dintre etapele îngrămădite, ceea ce este principalul avantaj al acestei metode, să încercăm să înțelegem cursul articolului.

Ce este electroliza?

Pentru a răspunde la această întrebare, trebuie să căutăm mai întâi să înțelegem terminologia și unele concepte fizice și chimice de bază.

1. DC - un flux direcționat de electroni care provin de la orice sursă de energie electrică.
2. Electroliti - substanță, a cărei soluție este capabilă să conducă un curent electric.
3. Electrozi - placa anumitor materiale, interconectate, care trec prin ele însele electricitate (anod și catod).
4. Reacția redox - un proces în care se produce o schimbare a gradului de oxidare a participanților. Asta este, unii ioni oxidează și de a crește valoarea gradului de oxidare, în timp ce altele sunt reduse, prin reducerea acesteia.

După ce a clarificat toți acești termeni, puteți răspunde la întrebarea de ce este electroliza. Acest proces redox, cuprinzând trecerea unui curent continuu, prin soluția de electrolit și este terminată prin eliberarea diferitelor produse la electrozi.

Instalare ușoară, care poate fi numit electrolizor, implică doar câteva componente:

• două pahare cu un electrolit;
• o sursă de curent;
• doi electrozi sunt interconectate.

Industria foloseste un design mult mai complex automatizat, permițând să se obțină un număr mare de produse - băi de electroliză.

procesul de electroliză este destul de complex, este supus mai multor legi și încasările teoretice în conformitate cu ordinea și regulile. Pentru a prezice corect rezultatul, toate legile și posibila trecerea de învățat bine.

Fundamentele teoretice ale procesului

Toate aceste reguli două, fiecare dintre care descrie esența proceselor din electroliză.

Prima lege

Prima lege a lui Faraday, formula este scris ca m = kI * AT, este după cum urmează.

substanță Masă descărcată la electrodul este direct proporțional cu electricitate, care a trecut prin electrolit.

Formula arată că m - este masa materialului, I - intensitatea curentului, DT - intervalul de timp în care este trecut. De asemenea, este inclusă valoarea lui k, care se numește echivalentul electrochimic al compusului. Această valoare depinde de natura compusului însuși. K este numeric egală cu masa substanței care este eliberată la electrodul prin electrolit la trecerea de o unitate de sarcină electrică.

A doua regulă de electroliză

A doua lege a lui Faraday, formula care - m = M * I * AT / n * F, este următoarea. Un echivalent electrochimic al compusului (k) este direct proporțională cu masa molară, și invers proporțională cu valența substanței.

Formula de mai sus este rezultatul retragerii tuturor United. Ea surprinde esența a doua lege a electrolizei. M - compuși de masă molar, I - intensitatea curentului trecut pentru întregul proces, AT - timpul total de electroliza, F - constanta lui Faraday, n - electronii care sunt implicate în acest proces. Numărul lor este egal cu sarcina ionului, a luat parte la acest proces.

Legile lui Faraday pentru a înțelege ceea ce este electroliza, și pentru a calcula randamentul potențial în greutate, rezultatul dorit este de a anticipa și de a influența cursul procesului. Ele constituie baza teoretică a transformărilor.

Conceptul de anod și a tipurilor sale

Foarte importante sunt în electrozii de electroliză. Întregul proces depinde de materialul din care sunt realizate, natura și proprietățile lor specifice. Prin urmare, considerăm mai detaliat fiecare dintre ele.

Anod - plus sau electrod pozitiv. Aceasta este, unul care este atașat la „+“ pol al sursei de alimentare. Prin urmare, să-l din soluția de electrolit se va muta ioni negativi sau anioni. Ei vor oxida aici, câștigă un grad mai mare de oxidare.

Prin urmare, putem trage un pic diagramă care va ajuta sa ne amintim procese anodice: un anod „plus“ - anioni - oxidare. Astfel, există două tipuri de bază ale electrodului, în funcție de care se va transforma un anumit produs.

1. Insolubil sau inert anod. Un astfel de tip include un electrod care servește numai pentru a transfera electroni și procesele de oxidare, cu toate acestea, nu se consumă și nu se dizolvă. Astfel de anozi sunt fabricate din grafit, iridiu, platină, carbon și așa mai departe. Folosind acești electrozi, metalele pot fi produse în gaze pure (oxigen, hidrogen, clor și așa mai departe).
2. Anodul solubil. Atunci când procesele de oxidare a dizolvat și afectează rezultatul electrolizei. Materialele de bază ale construcției pentru acest tip de electrod: nichel, cupru, cadmiu, plumb, staniu, zinc și altele. Prin utilizarea acestor anozi nevoie pentru electrorefining procese de metale, galvanizare, acoperire de protecție împotriva coroziunii, și așa mai departe.

Esența proceselor care au loc la electrodul pozitiv este redus la descărcarea ionilor cel mai electronegative semnificativ potențial. Ivot de ce anioni acizi de hidrogen și ioni de hidroxid, apoi apa, dacă este o soluție. anioni într-o soluție apoasă de electrolit conținând oxigen, în general, la anod nu este evacuată, deoarece apa se face mai rapid, eliberând oxigen.

Catodul și caracteristicile sale

Catodul - este un electrod încărcat negativ (datorită acumulării de electroni pe ea atunci când un curent electric). De aceea, pentru el se deplasează ionii încărcați pozitiv - cationi care sunt în curs de reabilitare, adică, reduce gradul de oxidare.

Există, de asemenea, pertinent să ne amintim schema de catod „minus“ - cation - recuperare. Ca material pentru catod includ:

Pe acest electrod vine la metale recuperarea substanțelor pure, care este una dintre principalele metode pentru producerea lor industrială. Este de asemenea posibil transferul electronilor de la anod la catod, iar în cazul în care primul - solubil, ionii sai sunt reduse pe electrodul negativ. Aici există o restaurare de cationi H2 hidrogen gazos. Prin urmare, catod - este una dintre cele mai importante părți din schema generală de electroliza a substanțelor.

electroliza topiturilor

Din punct de vedere al procesului chimic avute în vedere are ecuația acesteia. Cu posibil să reprezinte întregul circuit pe suport de hârtie și pentru a prezice rezultatul. Cel mai important lucru pe care ar trebui să acorde o atenție la: - prezența sau absența mediului acvatic și tipul de anod (solubil sau nu).

Dacă este necesar să se obțină următoarele produse: metale alcaline și alcalino-pământoase, alcalii, aluminiu, beriliu, anioni de gaze cu conținut de oxigen nu poate fi atunci o întrebare despre electroliza soluției de electrolit. Doar se topesc, deoarece conexiunile necesare în caz contrar nu va funcționa. De aceea, în industria sintetiza adesea aceste substanțe, acestea utilizând săruri anhidre uscate și hidroxizi.

În general, se topesc ecuația electroliză este destul de simplu și standard de. De exemplu, dacă luăm în considerare și înregistrează-l de iodură de potasiu, forma va fi după cum urmează:

Catodul (K) "-" K + K + 1 e = 0

Anodul (A) "+": 2I - - 2e = I2 0

Rezultatul procesului: KI = K + I2.

În mod similar, electroliza va înregistra orice metal, indiferent de potențialul său electrod.

Electroliza soluției apoase

Când este vorba de soluții de electrolit, rezultatul procesului va fi destul de diferite. La urma urmei, apa devine un participant activ. De asemenea, este capabil de a disocia în ioni și evacuate din electrozi. De aceea, în astfel de cazuri electrod importante potențiale ioni. Decât valoarea sa negativă este mai mică, cu atât mai mare probabilitatea de oxidare mai rapidă sau reducere.

Electroliza soluției apoase este supusă mai multor reguli care trebuie să fie memorate.

1. Procese anodice: deversat numai anionii acizilor hidrogen (cu excepția fluorhidric). Dacă un ion de oxigen sau un ion de fluorură, atunci apa va fi oxidat pentru a elibera oxigen.
2. Catodică procese: electrolitică a metalelor în seria electrochimică (până la și inclusiv aluminiu) pe catod nu poate fi restabilită datorită activității chimice ridicate. Acest lucru face ca apa pentru a elibera hidrogen. Metale din aluminiu la hidrogen restaurate simultan cu apă la substanțe simple. Cei care sunt după hidrogen în seria electrochimică (activitate redusă), sunt supuse ușor de reducere a substanțelor simple.

Dacă urmați aceste reguli, putem portretiza orice electroliză și se calculează randamentul. În cazul unui circuit de anod solubil variază și devine mult mai complicată.

săruri de electroliză

Aceste procese sunt utilizate pentru obținerea metalelor pure și a gazelor, deoarece este simplu punct de vedere tehnologic și avantajoasă din punct de vedere economic. În plus, produsele vin cu un grad ridicat de puritate, ceea ce este important.

De exemplu, electrodepunerea de cupru poate obține rapid în formă pură dintr-o soluție de orice sare. Sulfatul de cupru sau cupru sulfat cel mai frecvent utilizate (II) - CuSO4.

Ca o topitură sau soluție de sare poate fi extras din metal pur, care este atât de necesară în aproape toate sectoarele ingineriei metalelor electrice și.

proces Semnificație și aplicare

Electroliza - un proces foarte important. La baza sa se bazează sunt operațiunile tehnice necesare, cum ar fi:

1. rafinarea metalelor.
2. Electroextraction.
3. Galvanizare.
4. Electrosinteză.
5. Aplicarea acoperirilor anti-coroziune și altele.