Ohun ti o jẹ electrolysis? Awọn anode ati cathode. Physico-kemikali ilana

Fun igba pipẹ awon eniyan kò ṣakoso awọn lati gba a pupo ti funfun oludoti ni awọn free fọọmu. Gẹgẹ bi awọn fun apẹẹrẹ:

• awọn irin;
• alkalis;
• chloro;
• hydrogen;
• hydrogen peroxide;
• Organic chlorine ati awọn miran.

Nwọn si ti gba boya kan to ga akoonu ti impurities, lati eyi ti o soro lati xo, tabi ko sise ni gbogbo. Ṣugbọn awọn asopọ jẹ gidigidi pataki fun lilo ninu ile ise ati igbesi aye. Ṣugbọn pẹlu awọn Awari ti a ilana bi electrolysis, a iṣẹ-ṣiṣe ti tobi pupo ti yẹ ti a ti resolved. Loni o ti lo ko nikan fun kolaginni, sugbon o tun fun ọpọlọpọ awọn miiran sii lakọkọ.

Ohun ti o jẹ electrolysis? Bi o ti ṣẹlẹ, diẹ ninu awọn ti awọn ipo kó soke, ohun ti awọn ifilelẹ ti awọn anfani ti yi ọna, gbiyanju lati ni oye awọn dajudaju ti awọn article.

Ohun ti o jẹ electrolysis?

Lati dahun ibeere yi, a gbọdọ akọkọ wá lati ni oye awọn isẹ ati diẹ ninu awọn ipilẹ ti ara ati kemikali agbekale.

1. DC - a darí san ti elekitironi ti atilẹba lati eyikeyi orisun ti ina.
2. Electrolyte - nkan na, ojutu ti eyi ti o jẹ o lagbara ti ifọnọhan ẹya ina lọwọlọwọ.
3. Amọna - awo ti awọn ohun elo, interconnected, eyi ti o ṣe ina nipasẹ ara wọn (anode ati cathode).
4. Awọn redox lenu - a ilana ninu eyi ti o wa ni a ayipada ninu awọn ìyí ti ifoyina ti awọn olukopa. Ti o ni, diẹ ninu awọn ions oxidize ati mu iye awọn ti awọn ìyí ti ifoyina, nigba ti awon miran ti wa ni dinku, sokale o.

Lehin clarified gbogbo awọn ti awọn ofin, o le dahun awọn ibeere ti ohun ti o jẹ electrolysis. Yi redox ilana, ninu ran a taara lọwọlọwọ nipasẹ awọn electrolyte ojutu si ti wa ni fopin si nipa awọn Tu ti o yatọ si awọn ọja ni amọna.

Rorun fifi sori, eyi ti o le wa ni a npe electrolyzer, je nikan kan diẹ irinše:

• meji gilaasi pẹlu ohun electrolyte;
• a lọwọlọwọ orisun;
• meji amọna wa ni interconnected.

Awọn ile ise nlo a Elo diẹ eka otomatiki oniru, gbigba lati gba tobi awọn nọmba ti awọn ọja - electrolysis iwẹ.

electrolysis ilana jẹ iṣẹtọ eka, jẹ koko ọrọ si awọn orisirisi o tumq si ofin ati ere ni ibamu si awọn ibere ati ofin. To tọ asọtẹlẹ abajade, gbogbo awọn ofin ati ki o ṣee aye lati wa ni kẹkọọ daradara.

The o tumq si ipilẹ ti awọn ilana

Awọn pataki Pataki canons lori eyi ti isimi electrolysis - awọn ofin ti Michael Faraday - awọn gbajumọ physicist, mo fun iṣẹ rẹ ni awọn aaye ti ina ti isiyi ati gbogbo tẹle lakọkọ.

Gbogbo iru awọn ofin meji, kọọkan ti eyi ti apejuwe awọn lodi ti awọn ilana ni awọn electrolysis.

Ni igba akọkọ ti ofin

Ni igba akọkọ ti ofin ti Faraday, awọn agbekalẹ ti eyi ti a ti kọ bi m = Ki * Δt, ni bi wọnyi.

Ibi nkan agbara ni elekiturodu ni taara iwon si ina, eyi ti o ti koja nipasẹ awọn electrolyte.

Awọn agbekalẹ fihan wipe awọn m - ni ibi ti ohun elo ti, Mo - lọwọlọwọ kikankikan, Δt - akoko nigba eyi ti o ti wa ni koja. Tun to wa ni iye ti k, eyi ti o ni a npe ni electrochemical deede ti awọn yellow. Yi da lori iseda ti awọn yellow ara. K ni numerically dogba si ibi-ti awọn nkan ti o wa ni tu ni elekiturodu nipasẹ awọn electrolyte nigba ti ran ọkan kuro ti itanna idiyele.

Awọn keji ofin ti electrolysis

Awọn keji ofin Faraday, awọn agbekalẹ ti eyi ti - m = M * mo Δt / n * F, jẹ bi wọnyi. Ohun electrochemical deede ti awọn yellow (k) jẹ taara iwon si awọn oniwe-molar ibi-, ki o si inversely iwon si awọn valence ti awọn nkan na.

Awọn loke agbekalẹ ni abajade ti awọn yiyọ kuro ti gbogbo United. O ya awọn lodi ti awọn keji ofin electrolysis. M - molar ibi-agbo, Mo - lọwọlọwọ kikankikan koja fun awọn ti gbogbo ilana, Δt - lapapọ electrolysis akoko, F - Faraday ká ibakan, n - elekitironi ti o ti wa ni lowo ninu awọn ilana. Iye wọn jẹ dogba si awọn idiyele ti awọn dẹlẹ, si mu apakan ninu awọn ilana.

Faraday òfin lati ran ni oye ohun ti o jẹ electrolysis, ati lati ṣe iṣiro awọn ti o pọju ikore nipa ìwọn, awọn ti o fẹ esi ni lati ṣe asọtẹlẹ ki o si ni agba ni papa ti awọn ilana. Nwọn si je awọn tumq si igba ti awọn awọn ayipada.

Awọn Erongba ti awọn anode ati awọn oniwe-orisi

Pataki ni o wa ninu awọn electrolysis amọna. Gbogbo ilana ni ti o gbẹkẹle lori awọn ohun elo ti lati eyi ti won ti wa ni ṣe, won kan pato iseda ati ini. Nitorina, a ro ni diẹ si awọn apejuwe kọọkan ti wọn.

Anode - plus tabi rere elekiturodu. Ti o jẹ, ọkan ti o ti wa ni so si awọn "+" polu ti awọn orisun agbara. Accordingly, to o lati awọn electrolyte ojutu yoo gbe odi ions tabi anions. Won yoo oxidize nibi, nini kan ti o ga ìyí ti ifoyina ṣe.

Nitorina, a le fa kekere kan aworan atọka ti yoo ran o si ranti anodic lakọkọ: ohun anode "plus" - anions - ifoyina ṣe. Bayi nibẹ ni o wa meji ipilẹ orisi ti awọn elekiturodu, ti o da lori eyi ti yoo tan kan pato ọja.

1. Awọn insoluble tabi inert anode. Iru Iru pẹlu ohun elekiturodu eyi ti Sin nikan lati gbe elekitironi ati ifoyina lakọkọ, sibẹsibẹ o ti wa ni ko run ati ki o ko ni tituka. Iru anodes wa ni se lati lẹẹdi, iridium, Pilatnomu, carbon ati bẹ bẹ lori. Lilo awọn wọnyi amọna, awọn irin le ṣe ni funfun ategun (atẹgun, hydrogen, chlorine ati bẹ bẹ lori).
2. The tiotuka anode. Nigba ti oyi lakọkọ ti o ni tituka ki o si ni ipa ni abajade ti awọn electrolysis. Awọn ipilẹ awọn ohun elo ti ikole fun yi iru elekiturodu: nickel, Ejò, cadmium, asiwaju, tin, sinkii ati awọn miran. Lilo awọn wọnyi anodes nilo fun electrorefining sii lakọkọ ti awọn irin, electroplating, aabo ti a bo lodi si ipata, ati bẹ lori.

Awọn lodi ti awọn ilana sẹlẹ ni ni rere elekiturodu wa ni dinku si si ni ṣe iṣẹ julọ electronegative ions meaningfully pọju. Ivot idi ti ṣe anions hydrogen acids ati hydroxide dẹlẹ, ati ki o omi, ti o ba jẹ a ojutu. Atẹgun-ti o ni anions ni ohun olomi electrolyte ojutu, gbogbo ni anode ti ko ba agbara, niwon omi mu ki o yiyara, dasile atẹgun.

Awọn cathode ati awọn oniwe-abuda

Awọn cathode - ni a odi agbara elekiturodu (nitori awọn ikojọpọ ti elekitironi on o nigbati ẹya ina lọwọlọwọ). Ti o ni idi fun u gbigbe daadaa agbara ions - cations ti o ti wa kqja isodi, ti o ni, din ìyí ti ifoyina ṣe.

Nibẹ ni tun bamu lati ranti eni cathode "iyokuro" - kasonu - imularada. Bi awọn ohun elo fun awọn cathode ni:

• irin alagbara, irin;
• Ejò;
• carbon;
• idẹ;
• iron;
• aluminiomu ati awọn miran.

O ti wa ni lori yi elekiturodu ba de si awọn irin gbigba ti funfun oludoti, eyi ti o jẹ ọkan ninu awọn ifilelẹ awọn ọna fun producing wọn industrially. O ti wa ni tun ṣee ṣe awọn gbigbe ti elekitironi lati anode si cathode, ati ti o ba ti akọkọ - tiotuka, awọn oniwe-ions ti wa ni dinku lori odi elekiturodu. Nibi nibẹ ni a atunse ti cations to hydrogen gaasi H _2. Nitorina, awọn cathode - jẹ ọkan ninu awọn julọ pataki awọn ẹya ninu awọn ìwò eni ti electrolysis ti oludoti.

electrolysis ti melts

Lati awọn èrò ti kemikali ilana labẹ ero ni awọn oniwe-idogba. Pẹlu ti o ti ṣee ṣe lati soju gbogbo Circuit lori iwe ati ki o lati ṣe asọtẹlẹ abajade. Awọn julọ pataki ohun ti o yẹ ki o san ifojusi si - niwaju tabi isansa ti awọn aromiyo ayika ati awọn iru ti awọn anode (tiotuka tabi ko).

Ti o ba wulo lati gba awọn wọnyi awọn ọja: alkali ati ipilẹ aiye irin, alkalis, aluminiomu, beryllium, anions ti atẹgun-ti o ni ategun ko le ki o si wa ni ibeere kan nipa awọn electrolysis ti awọn electrolyte ojutu. O kan yo, nitori bibẹkọ ti beere awọn isopọ yoo ko sise. Ti o ni idi ninu awọn ile ise igba synthesize awon oludoti, lilo wọn gbẹ anhydrous iyọ ati hydroxides.

Ni gbogbogbo, yo electrolysis idogba jẹ ohun rọrun ati ki o bošewa. Fun apẹẹrẹ, ti o ba ti a ro ki o si gba o fun potasiomu iodide, awọn view ni yio je awọn wọnyi:

KI = K ^{+ +} Mo ^-

Awọn cathode (K) "-" K ⁺ K + 1 = e ⁰

Awọn anode ^{(A) "+": 2Emi - -} 2e = Mo ₂ ⁰

Ilana Abajade: KI = K + Mo _2.

Bákan náà, electrolysis yoo gba eyikeyi irin laiwo ti awọn oniwe-elekiturodu pọju.

Electrolysis ti awọn olomi ojutu

Nigba ti o ba de si electrolyte solusan, awọn abajade ti awọn ilana yoo jẹ ohun ti o yatọ. Lẹhin ti gbogbo, omi ti wa ni di ohun ti nṣiṣe lọwọ alabaṣe. O jẹ tun lagbara ti dissociating sinu ions ati agbara lati awọn amọna. Nitorina, ni iru awọn igba pataki elekiturodu o pọju ions. Ju awọn oniwe-odi iye ni kekere, ti o tobi awọn ti o ṣeeṣe diẹ dekun ifoyina tabi idinku.

Electrolysis ti awọn olomi ojutu jẹ koko ọrọ si awọn orisirisi awọn ofin ti o gbọdọ wa nde.

1. Anodic sii lakọkọ: agbara nikan anions ti hydrogen acids (ayafi hydrogen fluoride). Ti o ba ti ẹya atẹgun dẹlẹ tabi fluoride dẹlẹ, ki o si omi yoo wa ni oxidized lati tu atẹgun.
2. Awọn cathodic lakọkọ: electrowinning awọn irin ni awọn electrochemical jara (soke si ati jumo ti aluminiomu) lori cathode ko le wa ni pada nitori awọn ga kemikali-ṣiṣe. Eleyi mu ki awọn omi lati tu hydrogen. Awọn irin lati aluminiomu to hydrogen pada ni nigbakannaa pẹlu omi lati rọrun oludoti. Awon ti o wa ni lẹhin ti hydrogen ni electrochemical jara (kekere aṣayan iṣẹ-ṣiṣe), ni imurasilẹ faragba idinku to o rọrun oludoti.

Ti o ba tẹle awọn ofin, a le àfihàn eyikeyi electrolysis ki o si ṣe iṣiro awọn ikore. Ninu awọn idi ti a tiotuka anode Circuit yatọ si di Elo diẹ idiju.

electrolysis iyọ

Wọnyi lakọkọ ti wa ni lilo fun gba funfun irin ati ategun, niwon o jẹ technologically rọrun ati ki o aje advantageous. Ni afikun, awọn ọja wa pẹlu kan to ga ìyí ti nw, ti o jẹ pataki.

Fun apẹẹrẹ, electrowinning ti Ejò le ni kiakia gba o ni funfun fọọmu lati kan ojutu ti eyikeyi iyọ. Awọn julọ commonly lo Ejò imi-ọjọ tabi Ejò imi-ọjọ (II) - CuSO _4.

Bi awọn kan yo tabi ojutu ti iyọ le ti wa ni jade funfun irin, eyi ti o jẹ ki pataki ni fere gbogbo apa of Electrical ati irin ina-.

Itumo ati ohun elo ilana

Electrolysis - kan pataki ilana. Ni awọn oniwe-mimọ ti wa ni orisun ni o wa ni pataki imọ mosi, gẹgẹbi:

1. irin refining.
2. Electroextraction.
3. Electroplating.
4. Electrosynthesis.
5. Awọn ohun elo ti egboogi-ipata epo ati awọn miran.