Inona no atao hoe electrolysis? Ny anode sy ny cathode. Physico-simika dingana

Nandritra ny fotoana ela ny olona dia tsy hitantana ny hahazo be dia be ny madio akora amin'ny endrika malalaka. Toy ny ohatra:

• metaly;
• alkalis;
• chloro;
• hydrogène;
• hydrogène peroxyde;
• organika chlore sy ny hafa.

Izy ireo dia nandray afa-po na avo ny loto, izay sarotra ny manala ny, na tsy voafintina mihitsy. Fa ny fifandraisana dia tena zava-dehibe ho ampiasaina amin'ny indostria sy ny fiainana andavanandro. Fa ny fahitana ny dingana toy ny electrolysis, ny asa goavana ampahany efa tapa-kevitra. Ankehitriny izany dia ampiasaina tsy ho voafintina, fa koa noho ny dingana maro hafa.

Inona no atao hoe electrolysis? Rehefa tonga izany, ny sasany tamin'ireo dingana nanangonanao, inona no tena tombony azo amin'ny fomba ity, miezaka hahatakatra ny Mazava ho azy fa ny lahatsoratra.

Inona no atao hoe electrolysis?

Mba hamaliana izany fanontaniana izany, dia tsy maintsy mikatsaka ny hahatakatra aloha ny voambolana ary ny sasany fototra ara-batana sy simika hevitra.

1. DC - dia nitarika renirano elektrôna niandoha avy amin'ireo loharano misy herinaratra.
2. Electrolyte - fananana, vahaolana izay dia afaka nitarika ny herinaratra.
3. Electrodes - takela-fitaovana sasany, mifampiankina, izay mandeha herinaratra amin'ny alalan'ny tenany (anode sy ny cathode).
4. Ny fanehoan-kevitra redox - ny dingana amin'izany dia misy ny fiovana eo amin'ny ambaratongam-oxidation ny mpandray anjara. Izany hoe, ny sasany ions oxidize ary hampitombo ny lanjan'ny ny ambaratongam-oxidation, fa ny hafa kosa dia nihena, fampidinana azy.

Rehefa avy nanazava teny rehetra ireo, hainao ny mamaly an'ireto fanontaniana ny amin'izay electrolysis. Ity dingana redox, ahitana mandalo mivantana amin'izao fotoana izao amin'ny alalan'ny electrolyte vahaolana ary faranana kosa no nivoaka ny vokatra samihafa amin'ny electrodes.

Easy fametrahana, izay azo antsoina hoe electrolyzer, vitsivitsy ihany no atao hoe singa:

• roa vera miaraka amin'ny electrolyte;
• ny loharanom-baovao amin'izao fotoana izao;
• electrodes roa mifampiankina.

Ny orinasa mampiasa sarotra kokoa ny endrika mandeha ho azy, mamela ny hahazo vokatra maro be - electrolysis fandroana.

electrolysis dingana dia somary sarotra, maro no iharan'ny lalàna teorika sy ny vola araka ny didy sy ny fitsipika. Mba tsara ny milaza mialoha ny vokatra, ny lalàna rehetra sy izay azo atao andalana azo ianarana tsara.

Ny teorika fototry ny dingana

Ny fototra manan-danja indrindra ireo Kanona izay mitoetra electrolysis - ny lalàn 'Michael Faraday - ny malaza fizika, fantatra ny asany eo amin'ny sehatry ny herinaratra sy ny dingana rehetra miaraka.

Roa toy izany fitsipika rehetra, tsirairay avy izay mamaritra ny votoatin'ny ny dingana ao amin'ny electrolysis.

Ny lalàna voalohany

Ny voalohany lalàn'ny Faraday, ny rijan izay voasoratra toy ny M = KI * Δt, dia toy izao manaraka izao.

Lamesa fananana afaka amin'ny electrode dia mivantana mitanila ny herinaratra, izay lasa namaky ny electrolyte.

Ny raikipohy dia mampiseho fa ny M - dia ny faobe ny fitaovana, I - amin'izao fotoana izao ny heriny, Δt - mandritra izay ny lasa. Tafiditra koa ny hasarobidin'ny K, izay atao hoe ny electrochemical mitovy ny iombonana. Izany sarobidy dia miankina amin'ny toetry ny iombonana amin'ny mihitsy. K dia amin'izay isan'ny mitovy ny lanjan'ny ny fananana izay navoaka tamin'ny electrode alalan'ny electrolyte tarika iray rehefa mandalo ny herinaratra fiampangana.

Ny faharoa fanjakana tan-electrolysis

Ny lalàna faharoan'ny Faraday, ny rijan izay - M = M Izaho Δt / N * F, dia toy izao manaraka izao. Iray mitovy amin'ny ny electrochemical iombonana amin'ny (k) dia mivantana mitanila ny ny molar bahoaka, ary inversely mitanila ny Valence ny fananany.

Ny ambony raiki-pohy dia ny vokatry ny fanesorana ny United rehetra. Izany hoe nambabo ny votoatin'ny ny lalàna faharoan'ny electrolysis. M - molar faobe Kamban-teny, I - amin'izao fotoana izao hamafiny nandalo ny dingana rehetra, Δt - electrolysis tanteraka ny fotoana, F - Faraday tsy tapaka, N - elektrôna izay tafiditra ao amin'ny dingana. Ny isany dia mitovy ny anjara-raharaha momba ny Ion, nandray anjara tamin'ny dingana.

Faraday ny lalàna mba hanampiana hahatakatra izay electrolysis, ary ny kajy ny mety ho vokatry ny lanjan'ny, ny vokatra tiana dia ny mialoha sy hitaona ny Mazava ho azy fa ny dingana. Izy ireo no fototry ny teorika ny fiovana.

Ny foto-kevitra momba ny anode sy ny karazana

Tena zava-dehibe ao amin'ny electrolysis electrodes. Ny dingana rehetra dia miankina amin'ny fitaovana avy izay natao, ny toetra sy ny fananana manokana. Noho izany, dia hodinihintsika amin'ny an-tsipiriany isan-olona izany.

Anode - Plus na tsara electrode. Izany hoe, izay dia mifatotra amin'ny amin'ny "+" tsato-kazo ny hery loharano. Noho izany, ho azy avy amin'ny electrolyte vahaolana dia hifindra ratsy ions na anions. Ho oxidize eto, nahazo ny mari-pahaizana ambony kokoa ny oxidation.

Noho izany, dia afaka manovo kely sary izay hanampy hahatsiaro anodic dingana: ny anode "Plus" - anions - oxidation. Noho izany misy fototra roa karazana ny electrode, arakaraka izay hiverina manokana vokatra.

1. Ny Mora mampivaingana na inert anode. Toy izany dia ahitana karazana iray electrode izay manompo ihany hamindra elektrôna sy ny oxidation dingana, na izany aza dia tsy levona, fa tsy levona. Anodes toy izany natao avy manjarano, iridium, platinina, karbonina sy ny sisa. Ny fampiasana ireo electrodes, ny metaly azo vokarina any gaza madio (oksizenina, hidrôzenina, chlore sy ny sisa).
2. Ny anode mety levona. Rehefa dingana oxidative levona izy sy fiantraikany ny vokatry ny electrolysis. Ny fototry ny fanorenana fitaovana ho an'ity karazana electrode: nikela, varahina, cadmium, mitarika, vifotsy, fanitso sy ny hafa. Ny fampiasana ireo mila ho electrorefining anodes fizotry ny metaly, electroplating, miaro coating manohitra harafesiny, sy ny sisa.

Ny toetra fototry ny dingana mitranga amin'ny tsara electrode dia nihena ho hanatanteraka electronegative indrindra ions Misy dikany mety. Ivot nahoana anions hidrôzenina amine sy hydroxide Ion, ary avy eo ny rano, raha toa ka misy vahaolana. Oksizenina-misy anions amin'ny aqueous electrolyte vahaolana, amin'ny ankapobeny, ny anode tsy afaka, satria ny rano no mahatonga azy haingana kokoa, hanafahana oksizenina.

Ny cathode sy ny toetra

Ny cathode - dia ratsy nandrara electrode (noho ny fanangonan-karena ny elektrôna eo aminy, rehefa misy herinaratra). Izany no mahatonga azy hifindra tsara namepetra ions - cations izay miatrika fanarenana, izany hoe, hampihenana ny ambaratongam-oxidation.

Misy ihany koa ny mahatsiaro tetika misongadina cathode "Miiba" - cation - famerenana. Toy ny fitaovana ho an'ny cathode ny:

• Stainless vy;
• varahina;
• karbaona;
• varahina;
• vy;
• aluminium sy ny hafa.

Ny ity electrode tonga madio metaly fampahiratana amin'ny akora, izay iray amin'ireo fomba lehibe indrindra noho ny mamokatra azy ireo industrially. Azo atao ihany koa ny famindrana ny elektrôna avy amin'ny anode ny cathode, ary raha ny voalohany - mety levona, ny ions dia nihena ny ratsy electrode. Ity misy famerenana amin'ny laoniny ny entona cations ny hidrôzenina H _2. Noho izany, ny cathode - dia iray amin'ireo faritra manan-danja indrindra ao amin'ny drafitra ankapobeny ny electrolysis ny akora.

electrolysis ny Ketraka

Avy amin'ny fomba fijery ny dingana dinihina simika manana ny mira. Noho izany azo atao ny hisolo tena ny faritra manontolo eo amin'ny taratasy sy ny milaza vokatra. Ny zavatra manan-danja indrindra tokony nihaino ny - ny fisiana na tsy fisian'ny amin'ny tontolo iainana anaty rano sy ny karazana ny anode (mety levona na tsia).

Raha ilaina mba hahazoana ny vokatra manaraka ireto: alkali sy ny eto an-tany alkaline metaly, alkalis, aliminioma, béryllium, anions ny oksizenina-misy gazy avy eo dia tsy afaka ho nisy fanontaniana momba ny electrolysis ny electrolyte vahaolana. Fotsiny ketraka, satria raha tsy izany dia tsy maintsy fifandraisana miasa. Izany no antony matetika ao amin'ny orinasa synthesize zavatra ireo, amin'ny fampiasana azy ireo anhydrous maina sira sy hydroxides.

Amin'ny ankapobeny, ketraka electrolysis mira dia tena tsotra sy ny fitsipika. Ohatra, raha mandinika sy hanoratra azy io ho potasioma iodide, ny fomba fijery dia ho izao manaraka izao:

KI = K ^{+ +} I ^-

Ny cathode (K) "-" K ⁺ K + 1 E = ⁰

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

Process Navoitran'ny: KI = K + I _2.

Toy izany koa, dia an-tsoratra electrolysis misy vy na inona na inona ny electrode mety.

Electrolysis ny aqueous vahaolana

Raha mikasika ny electrolyte vahaolana, ny vokatry ny dingana dia ho tena samy hafa. Rehefa dinihina tokoa, ny rano dia lasa mpandray anjara mavitrika. Ihany koa afaka dissociating ho ions ka afaka tamin'ny electrodes. Noho izany, amin'ny toe-javatra manan-danja toy izany electrode mety ions. Noho ny ratsy vidy no ambany, ny lehibe kokoa ny mety haingana kokoa oxidation na fampihenana.

Electrolysis ny aqueous vahaolana dia iharan'ny fitsipika maro izay tsy maintsy tsianjery.

1. Ny fomba fanaovana Anodic: afaka ihany anions ny hidrôzenina amine (afa-tsy hidrôzenina fluoride). Raha misy oksizenina Ion na fluoride Ion, dia ny rano ho oxidized halefa oksizenina.
2. Ny dingana cathodic: electrowinning metaly ao amin'ny andian-dahatsoratra electrochemical (hatramin'ny sy mampandray anjara ny aluminium) eo amin'ny cathode tsy azo naverina noho ny asa simika avo. Izany no mahatonga ny rano halefa hydrogène. Metaly avy amin'ny aluminium ny hidrôzenina indray miara-mivoaka amin'ny rano tsotra zavatra. Ireo izay araka hidrôzenina ao amin'ny andian-dahatsoratra electrochemical (asa ambany), avy hatrany maintsy fampihenana ny zavatra tsotra.

Raha manaraka ireo fitsipika, dia afaka mampiseho izay electrolysis kajy ny amin'izay ho vokatra. Kanefa kosa raha ny amin'ny mety levona anode faritra miovaova, ary lasa sarotra kokoa.

electrolysis sira

Ireo dingana ampiasaina mba hahazoana metaly madio sy gazy, satria izany teknolojia tsotra sy ara-toekarena mahasoa. Ankoatra izany, ny entana avy amin'ny ambony ny fahadiovana, izay zava-dehibe.

Ohatra, electrowinning varahina dia afaka mahazo izany haingana amin'ny endrika madio avy amin'ny vahaolana na sira. Ny tena ampiasaina matetika varahina sulfate na varahina sulfate (II) - CuSO _4.

Amin'ny maha-kivy na vahaolana ny sira madio azo alaina metaly, izay tena ilaina eo amin'ny sehatra rehetra ny saika elektrika sy ny vy injeniera.

Meaning sy ny dingana fampiharana

Electrolysis - dia dingana tena manan-danja. Amin'ny faladiany dia mifototra no ilaina ara-teknika ny asa, toy ny hoe:

1. fanadiovana metaly.
2. Electroextraction.
3. Electroplating.
4. Electrosynthesis.
5. Ny fampiharana ny anti-harafesiny coatings sy ny hafa.