Dè tha electrolysis? Tha anode agus cathode. Physico-ceimigeach phròiseas

Airson ùine fhada cha robh daoine a 'stiùireadh a' faighinn tòrr stuthan fìor-ghlan anns a '-asgaidh fhoirm. Mar eisimpleir:

• meatailtean;
• alkalis;
• chloro;
• haidridean;
• haidridean peroxide;
• organach clòrain agus feadhainn eile.

Fhuair iad an dàrna cuid àrd susbaint truailleadh, bhon a bha e do-dhèanta faighinn cuidhteas, no nach synthesized aig na h-uile. Ach an ceangal a tha glè chudromach airson a cleachdadh ann an gnìomhachas agus beatha làitheil. Ach leis an lorg pròiseas leithid electrolysis, tha obair mhòr a 'chuibhreann a rèiteachadh. An-diugh tha e air a chleachdadh nach eil a-mhàin airson tuigseach, ach cuideachd airson iomadh pròiseasan eile.

Dè tha electrolysis? Mar a thachras e, cuid de na h-ìrean air an càrnadh suas, ciod e am prìomh bhuannachd na dòigh seo, a 'feuchainn ri tuigsinn an cùrsa den aiste.

Dè tha electrolysis?

Airson seo a fhreagairt, feumaidh sinn an toiseach a 'sireadh a' tuigsinn briathrachas agus cuid corporra bunaiteach agus ceimigeach bun-bheachdan.

1. DC - a stiùireadh sruth electrons bhon tobar sam bith de dhealan.
2. Electrolyte - stuthan, fuasgladh a tha comasach air dealan a 'dèanamh an-dràsta.
3. Electrodes - truinnsear cuid de stuthan, eadar-cheangailte, a tha a 'dol seachad dealan tro fhèin (anode agus cathode).
4. Tha redox reaction - pròiseas ann far a bheil atharrachadh ann an ìre de oxidation de na com-pàirtichean. Is e sin, an cuid ions oxidize agus a 'meudachadh luach air an ìre de oxidation, fhad' sa tha feadhainn eile a lùghdachadh, a 'cromadh e.

An dèidh dha an soilleireachadh a h-uile de na teirmean seo, faodaidh sibh an fhreagairt air a 'cheist dè a tha electrolysis. Tha seo a 'redox phròiseas, le' dol seachad air an-dràsta dìreach tro electrolyte fuasgladh agus tha e gu crìch leis an naidheachd air diofar stuthan aig electrodes.

Easy stàladh, a dh'fhaodas a bhith air a ghairm electrolyzer, gabhail a-steach ach beagan phàirtean:

• dà speuclairean le electrolyte;
• gnàthaichte an tùs;
• dà electrodes a tha eadar-cheangailte.

Tha an gnìomhachas a 'cleachdadh mòran nas iom-fhillte a dhèanamh fèin-ghluasadach dealbhadh, a' toirt cothrom fhaighinn àireamhan mòra de stuthan - electrolysis bat.

electrolysis phròiseas gu math iom-fhillte, 'S e cuspair gu teòiridheach grunn laghan agus airgead a rèir òrduigh agus riaghailtean. Airson ceart ro-innse a 'bhuil, a h-uile na laghan agus na ghabhas trannsa ri ionnsachadh gu math.

Tha teòiridheach bunaitean a 'phròiseas

Tha a 'mhòr-chuid cudromach bunaiteach air canain a tha na laighe electrolysis - laghan Michael Faraday - ainmeil fiosaig, ainmeil airson an obair aige ann an achadh dealain an-dràsta agus a h-uile accompanying pròiseasan.

Uile leithid riaghailtean dà, gach aon a 'toirt iomradh air brìgh na pròiseasan ann an electrolysis.

Tha a 'chiad lagh

Tha a 'chiad lagh Faraday, na foirmle a tha sgrìobhte mar Me = Ki * Δt, mar a leanas.

Mass stuthan a sgaoileadh aig a 'electrode tha e dìreach co-roinneil a dealain, a tha air a dhol tro na electrolyte.

Tha am foirmle seo a 'sealltainn gu bheil a' m - 'S e tomad stuth, I - làithreach dian, Δt - àm nuair a tha e air a dhol seachad. Cuideachd tha an luach k, a tha co-ionann ris an canar electrochemical an compound. Tha seo a luach an crochadh air nàdar na compound fhèin. K 'S e an àireamh co-ionnan ri tomad na stuthan a tha air a leigeil ma sgaoil aig an electrode tro electrolyte nuair seachad air aon aonad dealain asgaidh.

Tha an dara riaghailt electrolysis

Tha an dàrna lagh Faraday, na foirmle a - m = M * mi * Δt / n * F, 'S e mar a leanas. An electrochemical co-ionann ri na compound (k) 'S e dìreach co-roinneil a thoirt a-molar tomad, agus mùiteach co-roinneil ris an Valence de nadur.

Tha am foirmle gu h-àrd mar thoradh air an tarraing a-mach a h-uile Aonaichte. Tha e a 'glacadh brìgh an dàrna lagh electrolysis. M - molar mòr-fhillte, I - làithreach dian seachad airson a 'phròiseas air fad, Δt - iomlan electrolysis àm, F - Faraday cunbhalach, n - electrons a tha an sàs anns a' phròiseas. An àireamh a tha co-ionann ri na tha os cionn na ion, ghabh pàirt anns a 'phròiseas.

Faraday laghan gus an cuideachadh a 'tuigsinn dè a tha electrolysis, agus gus obrachadh a-mach an comas toradh le cuideam, miannaichte thoradh air a bhith a' ro-innse agus buaidh a thoirt air a 'chùrsa a' phròiseis. Tha iad a 'comharrachadh a' teòiridheach bunait nan atharrachaidhean.

Tha bun-bheachd na anode agus a-seòrsa

Fìor cudromach a tha ann an electrolysis electrodes. Phròiseas iomlan a tha an urra ri stuth bhon a tha iad a 'dèanamh, an sònraichte agus feartan nàdair. Mar sin, tha sinn a 'beachdachadh nas mionaidiche air gach aon dhiubh.

Anode - plus no deagh electrode. 'S e sin, aon a tha ceangailte ris a' "+" pòla an stòras cumhachd. Mar sin, tha e bho na electrolyte fuasgladh gluaisidh àicheil ions no anions. Bidh iad a 'oxidize an seo, a' faighinn ìre nas àirde de oxidation.

Uime sin, tha sinn a 'tarraing beag diagram a bhios a' cuideachadh a 'cuimhneachadh anodic pròiseasan: an anode "plus" - anions - oxidation. Mar so tha dà sheòrsa de na electrode, a rèir a nì sònraichte bathar.

1. Tha insoluble no inert anode. A leithid seòrsa gabhail a-steach electrode a tha a 'frithealadh a-mhàin airson gluasad electrons agus oxidation pròiseasan, ge-tà nach eil e agus loisg nach sgaoil. Anodes a leithid sin air an dèanamh à graphite, Iridium, Platinum, gualain agus mar sin air. A 'cleachdadh nan electrodes, meatailtean an urrainn a thoirt gu buil ann an fìor-ghlan gasaichean (ocsaidean, haidridean, clòrain agus mar sin air adhart).
2. Tha soluble anode. Nuair a oxidative pròiseasan agus sgaoil e a 'toirt buaidh air toradh an electrolysis. Tha bunaiteach stuthan obair-togail airson an t-seòrsa electrode: Nickel, copar, cadmium, luaidhe, an staoin, sinc, agus feadhainn eile. A 'cleachdadh nan anodes Feumaidh airson electrorefining pròiseasan de mheatailtean, electroplating, dìon an aghaidh a chochall meirg, agus mar sin air.

Tha brìgh na pròiseasan a 'tachairt aig an deagh electrode a lùghdachadh a' chuid as motha a 'coileanadh electronegative ions brìoghmhor comas. Ivot carson a anions haidridean ion acids agus hydroxide, agus an uair sin uisge, ma tha e air a fuasgladh. Ogsaidean anns anions ann an aqueous electrolyte fuasgladh, san fharsaingeachd aig an anode Chan eil sgaoileadh, bho uisge a tha ga dhèanamh na bu luaithe, a 'leigeil ogsaidean.

Tha cathode agus a feartan

Tha cathode - 'S e àicheil electrode (air sgàth an cruinneachadh de electrons air nuair a dealain làithreach). Sin as coireach ris a 'gluasad deimhinneach uallach ions - annta a tha a' faighinn ath-bheothachadh, 'se sin, a' lùghdachadh an ìre de oxidation.

Tha e cuideachd cudromach cuimhne sgeama cathode "thoir" - soiliearachadh - ath-bheothachadh. Mar a tha an stuth airson an cathode gabhail a-steach:

• stàilinn;
• umha;
• carbon;
• umha;
• iarann;
• aluminium agus feadhainn eile.

Tha e air seo a 'tighinn gu electrode meatailtean ath-bheothachadh de stuthan fìor-ghlan, a tha air aon de na prìomh dhòighean-obrach airson a bhith gan dèanamh air gnìomhachas. Tha e comasach cuideachd a 'gluasad bho na electrons anode gu cathode, agus ma' chiad - soluble, a ions tha lùghdachadh air an droch electrode. An seo tha nuadhachadh annta gu haidridean gas H _2. Mar sin, cathode - 'S e aon de na pàirtean as cudromaiche ann an sgeama iomlan de electrolysis de stuthan.

electrolysis de leaghadh

Bho an àite-seallaidh ceimigeach phròiseas fo bheachdachadh Tha a 'cho-aontar. Leis a ghabhas a riochdachadh gu h-iomlan cuairt air pàipear agus gu buil ro-innse. An rud as cudromaiche a bu chòir dhuibh pàigheadh gu aire - tha an làthair no neo-làthaireachd an uisgeach àrainneachd agus an t-seòrsa de anode (soluble no nach eil).

Ma tha riatanach gus fhaighinn a leanas bathar: alkali agus càl-shalainneach talamh mheatailtean, alkalis, almain, beryllium, anions de ocsaidean a-gasaichean anns nach urrainn a bhith an uair sin ceist mu electrolysis an electrolyte fuasgladh. Dìreach air a leaghadh, a chionn a 'chaochladh a tha a dhìth ceanglaichean chan obraich. 'S e sin carson a tha ann an gnìomhachas seo gu tric a' co-chur stuthan, a 'cleachdadh iad tioram anhydrous salann agus hydroxides.

Anns an fharsaingeachd, leaghadh electrolysis co-aontar tha gu math sìmplidh agus coitcheann. Mar eisimpleir, ma bhios sinn a 'beachdachadh agus a chlàradh airson potassium iodide, an sealladh bi na leanas:

Ki = K ^{+ +} I ^-

Tha cathode (K) "-" K ⁺ K + 1 S = ⁰

Tha anode ^{(A) "+": 2I - -} 2e = I ₂ ⁰

Pròiseas Buil: Ki = K + _{2 mi.}

An ceudna, electrolysis Bidh clàradh sam bith meatailt a dh'aindeoin a electrode comas.

Electrolysis an aqueous fuasgladh

Nuair a thig e gu electrolyte fuasglaidhean, a 'bhuil a' phròiseis a bhios gu math eadar-dhealaichte. Às dèidh na h-uile, uisge a 'fàs èasgaidh. Tha e cuideachd comasach air dissociating ions a-steach agus a leigeil às an electrodes. Mar sin, ann a leithid sin de chùisean cudromach electrode comas ions. Than a àicheil luach nas ìsle, as motha a dh'fhaodadh tuilleadh luath oxidation no a lùghdachadh.

Electrolysis an aqueous fuasgladh a tha fo ùmhlachd grunn riaghailtean a dh'fheumas a bhith memorized.

1. Anodic Processes: a sgaoileadh a-mhàin anions de haidridean acids (ach a-mhàin haidridean fluoride). Ma tha ocsaidean ion no fluoride ion, an sin thèid oxidized uisge a leigeil mu sgaoil ogsaidean.
2. Tha cathodic pròiseasan: electrowinning meatailt ann an sreath electrochemical (suas gu in-ghabhalach agus almain) air an cathode nach urrainn a bhith air ath-nuadhachadh mar thoradh air an àrd-ceimigeach a ghnìomhachd. Tha seo a 'dèanamh an uisge haidridsean a leigeil mu sgaoil. Meatailtean bho almain a haidridean ath-leasachadh aig an aon àm le uisge gu sìmplidh stuthan. Fheadhainn a tha an dèidh haidridean ann an sreath electrochemical (ìosal gnìomhachd), furasta a thighinn air lùghdachadh gu sìmplidh stuthan.

Ma tha thu a 'leantainn nan riaghailtean seo, faodaidh sinn riochdachadh sam bith electrolysis agus obraich a-mach an toradh. Ann an cùis a soluble anode cuairt ag atharrachadh agus a 'fàs fada nas toinnte.

electrolysis salann

Tha na pròiseasan a tha air an cleachdadh airson a bhith a 'faighinn fìor-ghlan meatailtean agus millteach, bhon a tha e teicneòlas sìmplidh agus eaconamach buannachdail. A thuilleadh air sin, a 'tighinn le bathar ìre àrd de gheal, a tha cudromach.

Mar eisimpleir, electrowinning umha 'urrainn e gu luath fhaighinn ann an riochd fìor-ghlan bho fuasgladh sam bith a salainn. As cumanta a chleachdadh copair sulfate no umha sulfate (II) - _{4 CuSO.}

Mar leaghadh no fuasgladh an salann Faodar às-ghlan meatailt, a tha cho riatanach ann an cha mhòr a h-uile roinn de Electrical agus meatailt innleadaireachd.

Meaning agus pròiseas tagraidh

Electrolysis - fìor chudromach a 'phròiseas. Aig a 'bhunait a tha stèidhichte a tha riatanach a-obraichean teicnigeach, leithid:

1. grinneachadh meatailt.
2. Electroextraction.
3. Electroplating.
4. Electrosynthesis.
5. Tha iarrtas mì-meirg uachdaran agus feadhainn eile.