Qual é a eletrólise? O ânodo e cátodo. processo físico-químico

Durante muito tempo, as pessoas não conseguem obter uma série de substâncias puras na forma livre. Tal como, por exemplo:

• metais;
• álcalis;
• cloro;
• hidrogénio;
• peróxido de hidrogénio;
• cloro orgânico e outros.

Eles receberam um alto teor de impurezas, a partir do qual era impossível se livrar, ou não sintetizado em tudo. Mas a conexão é muito importante para o uso na indústria e na vida cotidiana. Mas com a descoberta de um processo como eletrólise, uma tarefa de enormes proporções foi resolvido. Hoje ele é usado não só para a síntese, mas também para muitos outros processos.

Qual é a eletrólise? Quando isso acontece, algumas das etapas empilhados, o que é a principal vantagem deste método, tentar entender o curso do artigo.

Qual é a eletrólise?

Para responder a esta pergunta, devemos primeiro procurar entender alguns conceitos físico-químicas básicas a terminologia e.

1. DC – um fluxo direcionado de elétrons provenientes de qualquer fonte de energia elétrica.
2. Electrólito – substância, solução de que seja capaz de conduzir uma corrente eléctrica.
3. Eléctrodos – placa de certos materiais, interligados, que passam através de si electricidade (ânodo e cátodo).
4. A reacção redox – um processo em que existe uma mudança no grau de oxidação dos participantes. Ou seja, alguns íons oxidar e aumentar o valor do grau de oxidação, enquanto outros são reduzidos, baixando-o.

Tendo esclarecido todos esses termos, você pode responder à questão do que é a eletrólise. Este processo redox, que compreende a passagem de uma corrente contínua através da solução de electrólito e é terminada pela libertação de produtos diferentes nos eléctrodos.

Fácil instalação, que pode ser chamado electrolyzer, envolve apenas alguns componentes:

• dois vidros com um electrólito;
• uma fonte de corrente;
• dois eléctrodos estão interligados.

A indústria utiliza um design muito mais complexo automatizado, permitindo a obtenção de um grande número de produtos – banhos de eletrólise.

processo de eletrólise é bastante complexo, está sujeita a diversas leis e recursos teóricos de acordo com a ordem e regras. Para prever corretamente o resultado, todas as leis e possível passagem para ser aprendido bem.

Os fundamentos teóricos do processo

Os cânones mais importantes fundamentais sobre os quais repousa a eletrólise – as leis de Michael Faraday – o famoso físico, conhecido por seu trabalho no campo da corrente elétrica e todos os processos de acompanhamento.

Todas essas regras dois, cada um dos quais descreve a essência dos processos na eletrólise.

A primeira lei

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

substância massa descarregada no eléctrodo é directamente proporcional à electricidade, o qual passou através do electrólito.

A fórmula mostra que o m – representa a massa de material, I – a intensidade da corrente,? T – tempo durante o qual ele é passado. Também está incluído o valor de k, que é chamado o equivalente electroquímica do composto. Este valor depende da natureza do próprio composto. K é numericamente igual à massa da substância que é libertada no eléctrodo através do electrólito ao passar uma unidade de carga eléctrica.

A segunda regra de eletrólise

A segunda lei de Faraday, a fórmula de que – m = H * I * Dt / n * F, é como se segue. Um equivalente electroquímica do composto (k) é directamente proporcional à sua massa molar, e inversamente proporcional à valência da substância.

A fórmula acima é o resultado da retirada de todos os Estados. Ele captura a essência da segunda lei da eletrólise. M – molar compostos massa, I – intensidade de corrente que passa por todo o processo,? T – tempo total de electrólise, F -, n constantes de Faraday – electrões que estão envolvidos no processo. O seu número é igual à carga do íon, participou no processo.

leis de Faraday para ajudar a compreender o que é a electrólise, e para calcular o potencial de rendimento em peso, o resultado desejado é de prever e influenciar o curso do processo. Eles constituem a base teórica das transformações.

O conceito do ânodo e seus tipos

Muito importante é nos eletrodos eletrólise. Todo o processo é dependente do material a partir do qual eles são feitos, a sua natureza e propriedades específicas. Portanto, nós consideramos mais detalhadamente cada um deles.

Ânodo – mais ou eléctrodo positivo. Ou seja, aquele que está ligado ao pólo "+" da fonte de alimentação. Por conseguinte, para que a partir da solução de electrólito vai mover iões negativos ou aniões. Eles vão oxidar aqui, ganhando um maior grau de oxidação.

Portanto, podemos desenhar um pequeno diagrama que irá ajudar a lembrar processos anódicos: um ânodo "plus" – ânions – oxidação. Assim, existem dois tipos básicos do eléctrodo, dependendo de qual vai por sua vez um produto em particular.

1. O ânodo insolúvel ou inerte. Tal tipo inclui um eléctrodo que serve apenas para transferir electrões e os processos de oxidação, no entanto, não é consumido e não dissolvido. Tais ânodos são feitas de grafite, irídio, platina, carbono e assim por diante. Usando estes eléctrodos, os metais podem ser produzidos em gases puros (oxigio, hidrogio, cloro e assim por diante).
2. O ânodo solúvel. Quando os processos oxidativos ele dissolveu e afetar o resultado da eletrólise. Os materiais básicos de construção para este tipo de eléctrodo: níquel, cobre, cádmio, chumbo, estanho, zinco e outros. Usando esses ânodos necessidade de processos electrolítica de metais, galvanoplastia, revestimento protector contra a corrosão, e assim por diante.

A essência dos processos que ocorrem no eléctrodo positivo é reduzida para descarregar os iões mais electronegativos significativamente potencial. Ivot por que aniões ácidos de hidrogénio e iões de hidróxido, e, em seguida, a água, se é uma solução. Oxigénio contendo aniões em uma solução aquosa de electrólito, geralmente no ânodo não é descarregada, uma vez que a água faz com que seja mais rapidamente, libertando oxigénio.

O cátodo e suas características

O cátodo – é um eléctrodo carregado negativamente (devido à acumulação de electrões em que, quando uma corrente eléctrica). É por isso que a ele se mover íons carregados positivamente – cações que estão em fase de reabilitação, ou seja, reduzir o grau de oxidação.

Há também é pertinente lembrar esquema de cátodo "menos" – cação – recuperação. Como o material para o cátodo incluem:

• aço inoxidável;
• cobre;
• carbono;
• bronze;
• ferro;
• de alumínio e outros.

É nesta eléctrodo trata de metais recuperação de substâncias puras, que é um dos principais métodos para os produzir industrialmente. É também possível é a transferência de electrões do ânodo para o cátodo, e se o primeiro – solúvel, seus iões são reduzidos no eléctrodo negativo. Aqui há uma restauração de catiões para hidrogénio do gás _H2. Portanto, o cátodo – é uma das peças mais importantes do esquema geral de eletrólise de substâncias.

eletrólise de derrete

Do ponto de vista do processo químico em apreço tem a sua equação. Com a possibilidade de representar todo o circuito em papel e para prever o resultado. A coisa mais importante que você deve prestar atenção para – a presença ou ausência do ambiente aquático e o tipo do ânodo (solúvel ou não).

Se necessário para obter os seguintes produtos: metais alcalinos e alcalino-terrosos, álcalis, de alumínio, berílio, aniões de gases contendo oxigénio não pode, então, ser uma pergunta acerca da electrólise da solução de electrólito. Apenas derreter, porque as conexões de outra forma exigido não vai funcionar. É por isso que na indústria, muitas vezes sintetizar essas substâncias, usando-os sais anidro no estado seco e hidróxidos.

Em geral, derreter equação electrólise é bastante simples e padrão. Por exemplo, se considerarmos e gravá-lo para o iodeto de potássio, a vista será o seguinte:

KI = K ^{+ +} I ^–

O cátodo (K) "-" K ⁺ K + 1 e = ⁰

O ânodo ^{(A) "+": 2I – –} 2e = I ₂ ⁰

Resultado processo: KI = K + I _2.

Da mesma forma, a electrólise irá gravar qualquer metal, independentemente da sua potencial do eléctrodo.

Electrólise da solução aquosa

Quando se trata de eletrólito soluções, o resultado do processo será bem diferente. Afinal, a água está se tornando um participante ativo. Ela também é capaz de se dissociar em iões e descarregada a partir dos eléctrodos. Portanto, em tais casos importantes eléctrodos potenciais iões. Do que o seu valor negativo é menor, maior a probabilidade de oxidação mais rápida ou redução.

Eletrólise da solução aquosa está sujeita a várias regras que devem ser memorizadas.

1. Processos anódica: descarregados somente aniões de ácidos de hidrogénio (excepto fluoreto de hidrogénio). Se um ião de oxigénio ou ião fluoreto, em seguida, a água irá ser oxidado para libertar oxigénio.
2. Os processos catódicos: electrolítica de metais da série electroquímica (até e inclusive de alumínio) sobre o cátodo não pode ser restaurado, devido à actividade química elevada. Isso faz com que a água para libertar hidrogénio. Metais de alumínio de hidrogénio restaurado simultaneamente com água para substâncias simples. Aqueles que são depois hidrogénio na série electroquímica (baixa actividade), facilmente submetidos a redução de substâncias simples.

Se você seguir estas regras, podemos retratar a eletrólise e calcular o rendimento. No caso de um circuito ânodo solúvel varia e torna-se muito mais complicada.

sais de eletrólise

Estes processos são usados para a obtenção de metais puros e gases, uma vez que é tecnologicamente simples e economicamente vantajoso. Além disso, os produtos que vêm com um elevado grau de pureza, o que é importante.

Por exemplo, separação electrolítica de cobre pode rapidamente obter-lo na sua forma pura a partir de uma solução de qualquer sal. O mais vulgarmente utilizado sulfato de cobre ou sulfato de cobre (II) – _CuSO4.

Como uma massa fundida ou solução do sal pode ser extraído de metal puro, o que é necessário para que em praticamente todos os sectores da engenharia eléctrica e de metal.

processo significado e aplicação

Electrólise – um processo muito importante. Em sua base são baseados são as operações técnicas necessárias, tais como:

1. refinação de metais.
2. Electroextraction.
3. Galvanoplastia.
4. Eletrossíntese.
5. A aplicação de revestimentos anti-corrosão e outros.