Mene ne electrolysis? A anode da cathode. Physico-tsarin sunadarai

Na dogon lokaci mutane ba su sarrafa don samun mai yawa m abubuwa a cikin free form. Kamar misali:

• karafa,
• alkalis.
• chloro.
• hydrogen.
• hydrogen peroxide.
• kwayoyin chlorine da sauransu.

Sun samu ko dai a babban abun ciki na impurities, daga abin da ba shi yiwuwa a rabu da mu, ko ba hada a duk. Amma dangane da matukar muhimmanci ga yin amfani da masana'antu da kuma rayuwar yau da kullum. Amma tare da gano wani tsari kamar electrolysis, wani aiki na babban rabbai an warware. Yau aka yi amfani da ba kawai ga kira, amma kuma ga wasu matakai.

Mene ne electrolysis? Kamar yadda ya faru, wasu daga cikin hãlãye jikinta kuma ta tashi, abin da shi ne babban amfani da wannan hanya, yi kokarin fahimtar cikin shakka daga cikin labarin.

Mene ne electrolysis?

Don amsa wannan tambaya dole ne mu farko suka nemi su fahimta da terminology kuma wasu na asali jiki da kuma sinadaran Concepts.

1. DC - a directed rafi electrons da suka samo asali daga duk wani tushen da wutar lantarki.
2. Electrolyte - abu, bayani daga wanda yake iya gudanar da lantarki.
3. Wayoyin - farantin wasu kayan, interconnected, wanda wuce wutar lantarki ta hanyar da kansu (anode da cathode).
4. A redox dauki - a aiwatar a cikin abin da akwai canji a cikin mataki na hadawan abu da iskar shaka daga cikin mahalarta. Wancan ne, wasu ions oxidize da kuma kara da darajar da mataki na hadawan abu da iskar shaka, yayin da wasu an rage, ragewan shi.

Bayan tãtacce duk wadannan sharuddan, za ka iya amsa wannan tambaya na abin da yake electrolysis. Wannan redox tsari, hada da wucewa a kai tsaye halin yanzu ta hanyar da electrolyte bayani da kuma aka kare ta saki na daban-daban kayayyakin a wayoyin.

Easy kafuwa, wanda za a iya kira electrolyzer, ya shafi kawai 'yan aka gyara:

• biyu da tabarau da wani electrolyte.
• a halin yanzu tushen;
• biyu wayoyin ne juna.

A masana'antu na amfani da wani hadadden sarrafa kansa zane, kyale su samu manyan lambobi na kayayyakin - electrolysis baho.

electrolysis tsari ne fairly hadaddun, shi ne batun da dama msar tambayar dokokin da Saide bisa ga tsari da kuma dokoki. Don daidai hango ko hasashen da sakamako, duk da dokokin da zai yiwu nassi da za a koya da kyau.

A msar tambayar tushe na aiwatar

A mafi muhimmanci da muhimman hakkokin canons a kan wanda ya ginu electrolysis - da dokokin Michael Faraday - sanannen likita, a san shi da aiki a filin na lantarki da kuma duk rakiyar tafiyar matakai.

Duk da irin wannan dokoki biyu, kowanne daga abin da ya bayyana jigon da matakai a cikin electrolysis.

A farko dokar

A farko dokar Faraday, da dabara na wanda aka rubuta a matsayin m = Ki * Δt, shi ne kamar haka.

Mass abu sallami a lantarki ne kai tsaye na gwargwado ga wutar lantarki, wanda ya wuce ta cikin electrolyte.

Da dabara ya nuna cewa m - shi ne taro na kaya, I - yanzu tsanani, Δt - lokaci a lokacin da aka wuce. Kuma hada shi ne da darajar k, da ake kira da electrochemical m na fili. Wannan darajar dogara a kan yanayin fili da kanta. K ne numerically daidaita da taro na dukiyar da aka saki a cikin lantarki ta hanyar da electrolyte lokacin da wucewa daya naúrar na lantarki cajin.

Na biyu mulkin electrolysis

Na biyu dokar Faraday, da dabara na wanda - m = M * I * Δt / n * F, shi ne kamar haka. An electrochemical m na fili (k) ne kai tsaye na gwargwado ga ta matauni taro, da kuma inversely na gwargwado ga valence na abu.

The sama dabara ne sakamakon janyewar dukkan United. Yana kama jigon na biyu dokar electrolysis. M - matauni taro mahadi, I - yanzu tsanani shige ga dukan tsari, Δt - total electrolysis lokaci, F - Faraday ta m, n - electrons da cewa suna da hannu a cikin tsari. Adadin su ne daidai da lura da ion, ya dauki bangare a cikin tsari.

Faraday ta dokoki domin su taimaka gane abin da yake electrolysis, da kuma yin lissafi da m yawan amfanin ƙasa da nauyi, da ake so sakamakon shi ne ya hango ko hasashen da tasiri cikin shakka daga cikin tsari. Su dokoki da ka'idojin Dalili na rikirkida.

A ra'ayi na anode da iri

Very muhimmanci ne a cikin electrolysis wayoyin. A dukan tsari shi ne dogara a kan abu daga wanda aka sanya, da takamaiman yanayi da kaddarorin. Saboda haka, mu tattauna a more daki-daki kowane daga cikinsu.

Anode - da ko tabbatacce lantarki. Wannan shi ne, wanda aka haɗe zuwa "+" iyakacin duniya na da ikon Madogararsa. Haka kuma, ga shi daga cikin electrolyte bayani za ta motsa korau ions ko anions. Za su oxidize nan, samun wata babbar digiri na hadawan abu da iskar shaka.

Saboda haka, za mu iya zana kadan zane cewa za ta taimaka tuna anodic matakai: wani anode "da" - anions - hadawan abu da iskar shaka. Kamar wancan akwai biyu na asali iri lantarki, dangane da wanda za su juya wani samfurin.

1. A insoluble ko inert anode. Irin wannan nau'in hada da wani lantarki abin da hidima kawai don canja wurin electrons da hadawan abu da iskar shaka matakai, duk da haka shi ne ba cinye, kuma ba narkar. Irin wannan anodes an sanya daga graphite, iridium, platinum, carbon da sauransu. Amfani da wadannan wayoyin, da karafa za a iya samar da m gas (oxygen, hydrogen, chlorine da sauransu).
2. A narkewa anode. Lokacin da oxidative matakai ya narkar da shafi sakamakon electrolysis. Ainihin kayan na yi don irin wannan lantarki: nickel, jan, cadmium, gubar, tin, tutiya da sauransu. Amfani da wadannan anodes bukatar for electrorefining matakai na karafa, electroplating, m shafi da lalata, da sauransu.

Jigon da matakai abin da ke faruwa a cikin tabbatacce lantarki an rage wa zuwa sallame mafi electronegative ions meaningfully m. Ivot me ya sa yi anions hydrogen acid da kuma hydroxide ion, sa'an nan da ruwa, idan yana da wani bayani. Oxygen-dauke da anions a wani ruwa-ruwa electrolyte bayani, kullum a anode ba caji, tun da ruwa da ke sa shi sauri, sakewa da oxygen.

A cathode kuma da halaye

A cathode - shi ne mai barnatar da cajin lantarki (saboda da jari na electrons a kan shi a lokacin da wani lantarki halin yanzu). Wannan shi ne dalilin da ya sa masa motsi gaskiya ma cajin ions - cations cewa suna jurewa fi, wato, rage mataki na hadawan abu da iskar shaka.

Akwai kuma anan zuwa tuna makirci cathode "debe" - cation - dawo. Kamar yadda littattafai na cathode sun hada da:

• bakin karfe.
• tagulla,
• carbon.
• tagulla.
• baƙin ƙarfe.
• aluminum da sauransu.

Shi ne a kan wannan lantarki zo zuwa karafa dawo tsantsa abubuwa, wanda shi ne daya daga cikin manyan hanyoyin domin samar da su industrially. Shi ne kuma zai yiwu canja wuri na electrons daga anode ga cathode, kuma idan na farko - narkewa, ta ions an rage a cikin korau lantarki. A nan akwai maido da cations zuwa hydrogen gas H _2. Saboda haka, cathode - shi ne daya daga cikin mafi muhimman sassa a cikin sauran makirci na electrolysis abubuwa.

electrolysis na melts

Daga cikin ra'ayinsa na tsarin sunadarai a karkashin shawara na da lissafi. Tare da shi zai yiwu su wakilci dukan kewaye a kan takarda da kuma hango ko hasashen sakamako. Abu mafi muhimmanci, ya kamata ka kula da - gaban ko rashi na cikin ruwa muhalli da kuma irin na anode (narkewa ko ba).

Idan dole a samu wadannan kayayyakin: Alkali da alkaline duniya karafa, alkalis, aluminum, beryllium, anions na oxygen-dauke da gas ba zai iya sa'an nan zama wata tambaya game da electrolysis na electrolyte bayani. Just narke, saboda in ba haka ba bukata sadarwa zai yi aiki ba. Wannan shi ne dalilin da ya sa a cikin masana'antu sau da yawa haduwa da wadannan abubuwa, ta amfani da su bushe anhydrous salts da hydroxides.

A general, narke electrolysis lissafi ne quite sauki da kuma misali. Alal misali, idan muka yi la'akari da kuma rikodin shi ga potassium iodide, da view zai kasance da wadannan:

KI = K ^{+ +} I ^-

A cathode (K) "-" K ⁺ K + 1 e = ⁰

A anode ^{(A) "+": 2I - -} 2e = I ₂ ⁰

Tsari sakamako: KI = K + Na _2.

Hakazalika, electrolysis zai rubuta wani karfe ko da kuwa ta lantarki m.

Electrolysis na ruwa-ruwa bayani

Idan ya zo ga electrolyte mafita, da sakamako daga cikin tsari zai zama quite daban-daban. Bayan duk, ruwa yana zama wani aiki takara. Shi ne kuma m na dissociating cikin ions da kuma dakatar daga wayoyin. Saboda haka, a irin haka muhimmanci lantarki m ions. Fiye da da korau darajar ne m, da girma da alama na mafi m hadawan abu da iskar shaka ko raguwa.

Electrolysis na ruwa-ruwa bayani ne batun da dama dokoki da dole ne a haddace.

1. Anodic tafiyar matakai: sallami kawai anions na hydrogen acid (sai hydrogen fluoride). Idan wani oxygen ion ko fluoride ion, to, ruwa zai oxidized don saki oxygen.
2. A cathodic matakai: electrowinning karafa a cikin electrochemical jerin (har zuwa kuma m na aluminum) a kan cathode ba za a iya mayar da saboda da high sinadaran aiki. Wannan ya sa ruwa ya saki hydrogen. Metals daga aluminum to hydrogen mayar lokaci guda tare da ruwa zuwa sauki abubuwa. Wadanda suke bayan hydrogen a electrochemical jerin (low aiki), readily sha rage zuwa sauki abubuwa.

Idan ka bi wadannan dokoki, za mu iya nuna wani electrolysis da lissafi da kuma yawan amfanin ƙasa. A cikin hali na mai narkewa anode kewaye dabam da kuma zama da yawa mafi rikitarwa.

electrolysis salts

Wadannan matakai suna amfani domin samun m karafa da gas, tun da shi ne technologically sauki da kuma tattalin arziki m. Bugu da kari, da kayayyakin zo da wani babban mataki na tsarki, wanda shi ne mai muhimmanci.

Alal misali, electrowinning na jan iya sauri samu shi a tsarki nau'i daga wani bayani da wani gishiri. Da aka fi amfani da jan sulfate ko jan karfe sulfate (II) - CuSO _4.

Kamar yadda wani narke ko bayani na gishiri za a iya cirewa m karfe, wanda shi ne don haka dole a kusan dukkan sassa na lantarki da karfe aikin injiniya.

Ma'anar da kuma aikace-aikace tsari

Electrolysis - mai da muhimmanci sosai tsari. A karkashi suna tushen ne dole fasaha ayyukan, kamar:

1. karfe refining.
2. Electroextraction.
3. Electroplating.
4. Electrosynthesis.
5. A aikace-aikace na anti-lalata coatings da sauransu.