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什么是电解? 阳极和阴极。 物理化学过程

很长一段时间的人没能得到很多的纯物质游离形式。 例如:

  • 金属;
  • 碱;
  • 氯;
  • 氢;
  • 过氧化氢;
  • 有机氯和其他。

他们收到的杂质,从它不可能摆脱的,或不合成在所有要么含量高。 但连接在工业和日常生活中使用非常重要。 但如电解过程中发现,巨大的比例的任务已经解决。 今天,它不仅用于合成,而且对许多其他进程。

什么是电解? 因为它发生,一些阶段的堆积,这是什么方法的主要优点,试着去理解文章的过程。

什么是电解?

要回答这个问题,首先要寻求理解的术语和一些基本的物理和化学的概念。

  1. DC - 从电力中的任源发出的电子的定向流。
  2. 电解质 - 物质,溶液其能够传导的电流。
  3. 电极-某些材料,互连的,它通过自身传递电力的板 (阳极和阴极)。
  4. 氧化还原反应 - 一种方法,其中有在参与者的氧化程度的变化。 也就是说,一些离子氧化和提高氧化程度的值,而另一些被减少,从而降低它。

已经澄清所有这些条款,你能回答什么是电解的问题。 此氧化还原过程,包括:使直流电流通过电解质溶液,并通过不同的产品的在电极处的释放终止。

安装方便,可电解槽被调用,只涉及几个组件:

  • 两杯有电解质;
  • 一个电流源;
  • 两个电极相互连接。

业界采用了更为复杂的自动化设计,允许获得大量的产品 - 电解浴。

电解过程相当复杂,受根据该次序和规则数理论的法律和前进。 要正确预测结果,所有的法律和可能的通道得到很好的教训。

这一过程的理论基础

上取决于电解的最重要的基础大炮 - 迈克尔·法拉第定律 - 著名物理学家,他在电流领域的工作知和所有附带的过程。

所有这样的规则2,其中的每一个描述了在电解过程的本质。

第一定律

第一 法拉第定律, 下式其中写为M = KI *Δt的,如下所述。

在电极放电质量物质是成正比的电力,这已经通过电解质。

式示出了米 - 是材料的质量,I - 电流强度,Δt的 - 在此期间,它被传递的时间。 还包括的是k的值,这就是所谓的化合物的电化学当量。 此值取决于化合物本身的性质。 K是数值上等于被通过电解质传递电荷的一个单元时释放电极处的物质的质量。

电解的第二个规则

法拉第第二定律,下式其中 - M = M * I *Δt的/ N * F,如下所述。 的化合物(k)的电化学当量正比于其摩尔质量,并且反比于所述物质的化合价。

上述公式是所有联合国撤出的结果。 它捕获电解第二定律的精髓。 米 - 摩尔质量化合物,I - 电流强度通过了整个过程,Δt的 - 总电解时间,F - 法拉第常数,n - 中所涉及的过程的电子。 他们的人数等于电荷离子的,在这个过程中的一部分。

法拉第的法律,以帮助了解什么是电解,并计算重量的潜在产量,期望的结果是预测和影响过程的过程。 他们构成了变革的理论基础。

阳极和类型的概念

很重要的是在电解电极。 整个过程是依赖于从制备它们,它们的具体性质和特性的材料。 因此,我们更详细地考虑他们每个人。

阳极 - 加或正极。 即,一个是连接到电源的“+”极。 因此,将其从 电解质溶液 会移动负离子或阴离子。 他们将在这里被氧化,获得更高程度的氧化。

因此,我们可以得出一个小图,这将有助于记住阳极处理:阳极“加” - 阴离子 - 氧化。 因此,有两种基本类型的电极,这取决于其将打开一个特定的产品。

  1. 不溶性或惰性阳极。 这种类型包括仅用于传递电子和氧化工艺的电极,然而,它不被消耗和不溶解。 这样的阳极是从石墨,铱,铂,碳等制成。 使用这些电极时,金属可以以纯的气体(氧,氢,氯等)来制造。
  2. 可溶性阳极。 当氧化过程他解散并影响电解的结果。 结构的基本材料对于这种类型的电极的:镍,铜,镉,铅,锡,锌等。 使用这些阳极需要电解金属,电镀,保护涂层的方法防止腐蚀,等。

在正电极中发生的过程的实质减小到放电电负最有意义的离子电势。 Ivot为什么阴离子氢酸和氢氧根离子,然后将水,如果它是一个解决方案。 在含水电解质溶液中的阴离子的含氧,通常在阳极不被排出,由于水使得它更快,释放出氧气。

阴极及其特点

阴极 - 是带负电荷的电极(由于电子在其上时的电流的累积)。 这就是为什么他的移动带正电的离子 - 正在经历重建,也就是降低氧化程度阳离子。

也有相关的记忆计划阴极“减” - 阳离子 - 恢复。 作为用于阴极的材料包括:

  • 不锈钢;
  • 铜;
  • 碳;
  • 黄铜;
  • 铁;
  • 铝等。

正是在这个电极来的纯物质金属回收,这是用于工业制备它们的主要方法之一。 另外,也可以将电子从阳极转移到阴极,并且如果第一 - 可溶的,它的离子在负极上减小。 在这里有阳离子氢气H 2的恢复 因此,阴极 - 是物质的电解的总体方案中最重要的部分之一。

熔体的电解

从化学过程所考虑的观点有其方程。 有了它可能代表在纸上整个电路和预测结果。 存在或不存在的水环境和阳极的类型(可溶性或不) - 你要注意的最重要的事情。

如果必要的话,以获得以下产品:碱金属和碱土金属,碱,铝,铍,含氧气体的阴离子不能然后是约的电解质溶液的电解问题。 刚刚融化,否则所需的连接将无法正常工作。 这就是为什么在这个行业经常合成这些物质,用他们干无水盐和氢氧化物。

在一般情况下,熔电解式是很简单和标准。 例如,如果我们考虑并记录它 碘化钾, 认为将是以下几点:

KI = K + + I -

阴极(K) “ - ” K + K + 1 E = 0

阳极(A) “+”:2I - - 2E = I 2 0

处理结果:KI = K + I 2。

类似地,电解将记录任何金属而不考虑其电极电位。

水溶液的电解

当谈到电解质溶液,该过程的结果会有很大的不同。 毕竟,水正在成为一个积极的参与者。 另外,也能够离解成离子,并从电极排出。 因此,在这种情况下,重要的 电极电势 的离子。 比其负的值越低,越大越快速氧化或还原的可能性。

水溶液的电解受到必须记住几个规则。

  1. 阳极处理:只放电的氢酸的阴离子(除氟化氢)。 如果氧离子或氟离子,然后水将被氧化以释放氧气。
  2. 的阴极过程:在电化学系列中电解金属(直至并包括铝制成)在阴极不能恢复由于高的化学活性。 这使得水以释放氢。 由铝金属与氢气与水同时恢复到简单的物质。 那些在电化学系列(低活性)氢后,很容易还原成单质。

如果你遵循这些规则,我们可以描绘任何电解并计算产量。 在可溶性阳极电路的情况下变化和变得复杂得多。

电解盐

这些方法被用于获得纯金属和气体的,因为它在技术上是简单和经济上有利的。 此外,该产品配备了高纯度的,这是很重要的。

例如,铜的电解可以快速地从任何盐的溶液获得它以纯的形式。 最常用的 硫酸铜 或 硫酸铜 (II) - 硫酸铜。

作为熔体或所述盐的溶液可被提取的纯金属,这是非常必要的电气和金属工程的几乎所有扇区。

意义和应用程序

电解 - 一个非常重要的过程。 在它的基础是基于有必要的技术操作,如:

  1. 金属精炼。
  2. 电解提取。
  3. 电镀。
  4. 电合成。
  5. 防腐涂料和其他的应用。

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