Електролиза: Разлика между версии

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Изтрито е съдържание Добавено е съдържание
Ред 18: Ред 18:


Електролизата е процес при които разделя елементите ако са свързани с молекулата тоест ако в молекулата на готварска сол(NaCl) която се състои от натрий(Na) и хлор(Cl) взаимодейства с вода и прав ток от едната страна анод(+) а от другата катод(-) йоните в молекулите ще се разделят готварска сол(NaCl) ще се раздели на натрий които има отрицателни йони наречени(аниони) и те ще отидат при анода които е плюс(отделя катиони) а хлора които е с положителни(йони) наречени (катиони) ще отиде при катода които е минус и оделя отрицателни катиони на принципа че отрицателни и положителни йони се привлича като анионите са отрицателни йони и имат излишни електрони е гледат да се отърват като се привлекат до катионите които са положителни а те за стоя сметка имат свойството да губят електрон и гледат да си го набaвят като отидат към отрицателните йони Така двата елемента натрий(Na) и хлор(Cl) ще се оделят като натрия отиде при анода а хлора при катода.Така на практика може да отделим всички свързани елементи в молекула в които има соли защото солите се състоят от йони.След като разделихме тези два елемента в различни съдове понеже натрия е отрицателен а хлора положителен те могат да захранят електрическа крушка захранвана с проводници потопени в натрия като минус а в хлора като плюс.Катода е редуктор и получават силни редуктори като(напр. натрий, калий) а анода е окислител и получават силни окислители(напр. хлор, флуор) на практика електролизата е единствения им начин за получаване със самостоятелна форма.За да се получи електролизата е необходимо над 1,23v.С нея по този начин може да се отдели медта от синия камък и да отиде към катода и да се получи електролитна мед.
Електролизата е процес при които разделя елементите ако са свързани с молекулата тоест ако в молекулата на готварска сол(NaCl) която се състои от натрий(Na) и хлор(Cl) взаимодейства с вода и прав ток от едната страна анод(+) а от другата катод(-) йоните в молекулите ще се разделят готварска сол(NaCl) ще се раздели на натрий които има отрицателни йони наречени(аниони) и те ще отидат при анода които е плюс(отделя катиони) а хлора които е с положителни(йони) наречени (катиони) ще отиде при катода които е минус и оделя отрицателни катиони на принципа че отрицателни и положителни йони се привлича като анионите са отрицателни йони и имат излишни електрони е гледат да се отърват като се привлекат до катионите които са положителни а те за стоя сметка имат свойството да губят електрон и гледат да си го набaвят като отидат към отрицателните йони Така двата елемента натрий(Na) и хлор(Cl) ще се оделят като натрия отиде при анода а хлора при катода.Така на практика може да отделим всички свързани елементи в молекула в които има соли защото солите се състоят от йони.След като разделихме тези два елемента в различни съдове понеже натрия е отрицателен а хлора положителен те могат да захранят електрическа крушка захранвана с проводници потопени в натрия като минус а в хлора като плюс.Катода е редуктор и получават силни редуктори като(напр. натрий, калий) а анода е окислител и получават силни окислители(напр. хлор, флуор) на практика електролизата е единствения им начин за получаване със самостоятелна форма.За да се получи електролизата е необходимо над 1,23v.С нея по този начин може да се отдели медта от синия камък и да отиде към катода и да се получи електролитна мед.
По същия начин може да се позлатява да се никелира като допрем предмета които искаме да никелирате или позлатите до катода защото всички метали са с положителни йони.Също така може да се получи алуминий като за целта се пропуска електрически ток през стопилка на алуминиеви соли.Чрез електролизата се получава водород,натриева основа,хлор, натриев хипохлорит(белина),натриев хлорът, солна киселина, поцинковане, никелиране,хромиране, позлатяване, мед(електролитна мед). Процесите с покритие на метал стават като се сложи в разтвора соли със участието на елемента коти искаме да покрием предмета или се сложи метала на прах с желаното покритие.Анода трябва да е направен от съшия метал на покритието така че когато йоните отидат при катода и предмета пак ще се възобновява от метала на анода(това е с предимство при солите). Това важи и ако предмета е пластмаса керамика или стъкло.За да може да протече процеса електролиза по интензивно във водата се слага сол или сода каустик за по добра проводимост на разтвора.При електролитното поцинковане обикновено катода е с по силно напрежение.
По същия начин може да се позлатява да се никелира като допрем предмета които искаме да никелирате или позлатите до катода защото всички метали са с положителни йони.Също така може да се получи алуминий като за целта се пропуска електрически ток през стопилка на алуминиеви соли.Чрез електролизата се получава водород,натриева основа,хлор, натриев хипохлорит(белина),натриев хлорът, солна киселина, поцинковане, никелиране,хромиране, позлатяване, мед(електролитна мед). Процесите с покритие на метал стават като се сложи в разтвора соли със участието на елемента ,който искаме да покрием предмета или се сложи метала на прах с желаното покритие.Анода трябва да е направен от съшия метал на покритието така че когато йоните отидат при катода и предмета пак ще се възобновява от метала на анода(това е с предимство при солите). Това важи и ако предмета е пластмаса керамика или стъкло.За да може да протече процеса електролиза по интензивно във водата се слага сол или сода каустик за по добра проводимост на разтвора.При електролитното поцинковане обикновено катода е с по силно напрежение.


== Електроден потенциал ==
== Електроден потенциал ==

Версия от 13:26, 25 януари 2013

Принцип

Схема на електролиза

Електролиза е физико-химичен процес, при който при преминаване на електрически ток през разтвор се получава отделяне върху електродите на съставните части на разтвореното вещество или на други вещества, получени при вторични реакции. Положителният електрод е анод, а отрицателният катод, положителните йони - катиони, а отрицателните - аниони.

При прилагане на напрежение на единия от електродите се установява излишък от електрони (отрицателно зареден електрод, катод) а на другия недостиг на електрони (положително зареден електрод, анод). Отрицателно заредения електрод привлича положително заредените йони (катиони) в разтвора, които се придвижват към него. Достигнали катода (-), йоните могат да приемат електрон(и) и да се редуцират:

По аналогия анионите се привличат от анода (+), там те отдават електрони и се окисляват:

Горните процеси на редукция/окисление могат да се извършат само ако се превиши определена стойност на електродния потенциал. (За първата реакция U <= 0 V, за втората U >= +1,23 V). За да протекат двата процеса на електродите трябва да се приложи минимално напрежение U = 1,23 - (0) = 1,23 V.

Принцип обобщение:

Електролизата е процес при които разделя елементите ако са свързани с молекулата тоест ако в молекулата на готварска сол(NaCl) която се състои от натрий(Na) и хлор(Cl) взаимодейства с вода и прав ток от едната страна анод(+) а от другата катод(-) йоните в молекулите ще се разделят готварска сол(NaCl) ще се раздели на натрий които има отрицателни йони наречени(аниони) и те ще отидат при анода които е плюс(отделя катиони) а хлора които е с положителни(йони) наречени (катиони) ще отиде при катода които е минус и оделя отрицателни катиони на принципа че отрицателни и положителни йони се привлича като анионите са отрицателни йони и имат излишни електрони е гледат да се отърват като се привлекат до катионите които са положителни а те за стоя сметка имат свойството да губят електрон и гледат да си го набaвят като отидат към отрицателните йони Така двата елемента натрий(Na) и хлор(Cl) ще се оделят като натрия отиде при анода а хлора при катода.Така на практика може да отделим всички свързани елементи в молекула в които има соли защото солите се състоят от йони.След като разделихме тези два елемента в различни съдове понеже натрия е отрицателен а хлора положителен те могат да захранят електрическа крушка захранвана с проводници потопени в натрия като минус а в хлора като плюс.Катода е редуктор и получават силни редуктори като(напр. натрий, калий) а анода е окислител и получават силни окислители(напр. хлор, флуор) на практика електролизата е единствения им начин за получаване със самостоятелна форма.За да се получи електролизата е необходимо над 1,23v.С нея по този начин може да се отдели медта от синия камък и да отиде към катода и да се получи електролитна мед. По същия начин може да се позлатява да се никелира като допрем предмета които искаме да никелирате или позлатите до катода защото всички метали са с положителни йони.Също така може да се получи алуминий като за целта се пропуска електрически ток през стопилка на алуминиеви соли.Чрез електролизата се получава водород,натриева основа,хлор, натриев хипохлорит(белина),натриев хлорът, солна киселина, поцинковане, никелиране,хромиране, позлатяване, мед(електролитна мед). Процесите с покритие на метал стават като се сложи в разтвора соли със участието на елемента ,който искаме да покрием предмета или се сложи метала на прах с желаното покритие.Анода трябва да е направен от съшия метал на покритието така че когато йоните отидат при катода и предмета пак ще се възобновява от метала на анода(това е с предимство при солите). Това важи и ако предмета е пластмаса керамика или стъкло.За да може да протече процеса електролиза по интензивно във водата се слага сол или сода каустик за по добра проводимост на разтвора.При електролитното поцинковане обикновено катода е с по силно напрежение.

Електроден потенциал

Абсолютната стойност на електродния потенциал не може да се измери, но измерването на напрежение (разликата между потенциалите на два електрода е възможно. Затова потенциала на стандартния водороден електрод (вж. горе) се дефинира като нула волта а стандартния електроден потенциал на другите електроди се дефинира като напрежението измерено между стандартния водороден електрод и съответния електрод. Стойностите на електродния потенциал за много полу-реакции могат да се намерят тук: [таблица на електродните потенциали] (англ.)

В тази таблица окислената форма на компонента е отляво а редуцираната отдясно на стрелката. Разликата в потенциалите (по-положителния минус по-отрицателния) дава минималното напрежение, което трябва да се приложи, за да протекат двата процеса. При наличието на няколко възможни реакции (напр. няколко различни вида катиони в разтвора) на катода протича първо процеса с по-висок (по-положителен) електроден потенциал. По-тази причина не е възможно отделянето по електролитен път на алуминий от водни разтвори на алуминиеви соли. В този случай на катода се получава винаги водород. По-тази логика не би трябвало да е възможно и отделянето на цинк, желязо и др. от водни разтвори. На практика обаче електролитното поцинковане е възможно. Това се дължи на т. нар. свръхнапрежение. Поради различни кинетични процеси е необходим по-нисък (по-отрицателен) потенциал от стандартния електроден потенциал, за да протече даден процес на катода. При водорода свръхнапрежението често е голямо, което прави отделянето на доста метали из воден разтвор възможно. Казаното дотук важи и за анода, но с обратен знак. Там протича първо процеса с по-нисък (по-отрицателен) потенциал, като посочените в таблицата полуреакции се извършват отдясно наляво (окисление). Поради свръхнапрежение понякога реда на реакциите се променя: т.напр. е възможно отделянето на хлор (U=1,359V) от водни разтвори на хлориди, въпреки че отделянето на кислород по горната реакция има по нисък електроден потенциал (U=1,229).

Понеже на електродите може да се приложи произволно напрежение на катода могат да се редуцират дори и най-силните редуктори а на анода да се окислят дори и най-силните окислители. Затова се казва че катода е най-силния редуктор а анода най-силния окислител. Едва след откриването на електролизата станало възможно получаването на силни редуктори ( напр. натрий, калий) и силни окислители (напр. хлор, флуор).

Основни зависимости

За да се обменят един мол електрони e необходим електрически заряд от 96485 кулона. Това се равнява числено на т.нар. константа на Фарадей F = 96485 C/mol. Електрическото съпротивление на електролизната клетка трябва да бъде по възможност ниско. В противен случай голяма част от електрическата енергия се губи под формата на топлина. Електрическото съпротивление при електролизата е правопропорционално на разстоянието между електродите и обратнопропорционално на площта на електродите и специфичната проводимост на разтвора. По тази причина площта на електродите трябва да е възможно най-голяма при минимално разстояние между тях. Към електролита често се добавя киселина, основа или сол с цел да се повиши специфичната проводимост на разтвора.

Приложение

Електролизата се използва широко в промишлеността. При така наречената хлоралкална електролиза се получават различни продукти според условията при които се провежда процеса: водород, натриева основа, хлор, натриев хипохлорит (белина), натриев хлорат, солна киселина и други. Като суровина за този процес се използва воден разтвор на натриев хлорид (каменна или морска сол или директно морска вода). Прилага се също и за нанасяне на метални и неметални покрития (поцинковане, никелиране, хромиране, позлатяване и др.). Получаването на чиста мед (електролитна мед) е друг типичен пример. Електролизата е на практика единствения практически метод за получаване на алуминий. За целта се пропуска електрически ток през стопилка на алуминиеви соли. Електролизата се използва ии при различни органични синтези. При това органичните съединения се окисляват/редуцират директно на електрода или реагират с продукти отделени при електролизата (напр. водород).