Elektrolitinių elementų dalys, kaip ji veikia ir veikia



The elektrolitinė ląstelė tai terpė, kurioje energija arba elektros srovė naudojama nespontaninei oksidacijos-redukcijos reakcijai atlikti. Jį sudaro du elektrodai: anodas ir katodas.

Anodo (+) oksidacija vyksta, nes šioje vietoje kai kurie elementai ar junginiai praranda elektronus; kadangi katodu (-) sumažinimas, nes jame kai kurie elementai ar junginiai įgyja elektronų.

Elektrolitinėje ląstelėje vyksta kai kurių medžiagų, anksčiau jonizuotų, skaidymas per procesą, vadinamą elektrolizės būdu.

Elektrinės srovės naudojimas sukelia orientaciją į jonų judėjimą elektrolitinėje kameroje. Teigiamo krūvio jonai (katijonai) pereina į įkrovimo katodą (-).

Tuo tarpu neigiamo krūvio jonai (anijonai) migruoja į įkrautą anodą (+). Šis krūvio perkėlimas yra elektros srovė (viršutinis vaizdas). Šiuo atveju elektros srovę vykdo elektrolitų tirpalai, esantys elektrolitinio elemento talpykloje.

Faradėjaus elektrolizės įstatymas nurodo, kad medžiagos kiekis, kuris kiekviename elektrode yra oksiduojamas ar sumažintas, yra tiesiogiai proporcingas elektros, kuri eina per ląstelę ar ląstelę, kiekiui..

Indeksas

  • 1 dalys
  • 2 Kaip veikia elektrolitinis elementas?
    • 2.1 Išlydyto natrio chlorido elektrolizė
    • 2.2
  • 3 Programos
    • 3.1 Pramoninė sintezė
    • 3.2 Metalų dengimas ir rafinavimas
  • 4 Nuorodos

Dalys

Elektrolitinis elementas susideda iš konteinerio, kuriame medžiaga, kuri ketina patirti elektrinio krūvio sukeltas reakcijas, yra kaupiama.

Laive yra pora elektrodų, prijungtų prie nuolatinės srovės akumuliatoriaus. Paprastai naudojami elektrodai yra inertiškos medžiagos, tai yra, jie nesikiša į reakcijas.

Kartu su akumuliatoriumi gali būti prijungtas ampermetras, kad būtų matuojamas srovės, tekančios per elektrolitinį tirpalą, intensyvumas. Be to, įtampos skirtumas tarp elektrodų poros matuojamas lygiagrečiai.

Kaip veikia elektrolitinis elementas?

Išlydyto natrio chlorido elektrolizė

Iš kieto natrio chlorido pirmenybė teikiama išlydyto natrio chlorido naudojimui, nes pastaroji neveikia elektros. Jonai vibruoja jų kristalų viduje, bet jie negali laisvai judėti.

Katodo reakcija

Grafito elektrodai, inertinė medžiaga, yra prijungti prie akumuliatoriaus gnybtų. Elektrodas yra prijungtas prie teigiamo akumuliatoriaus gnybto, kuris sudaro anodą (+).

Tuo tarpu kitas elektrodas yra prijungtas prie neigiamo akumuliatoriaus gnybto, kuris sudaro katodą (-). Kai srovė gaunama iš akumuliatoriaus, pastebima:

Katodu sumažinamas Na jonas (-).+, kai jie gauna elektroną, jie transformuojasi į metalo Na:

Na+  +   e-   => Na (l)

Sidabro-balto metalo natrio sluoksnis plūsta ant lydyto natrio chlorido.

Anodo reakcija

Priešingai, anodo (+) metu atsiranda Cl jonų oksidacija-, kadangi jis praranda elektronus ir tampa chloro dujomis (Cl2), procesas, pasireiškiantis šviesiai žalios dujos išvaizda anode. Reakciją, kuri vyksta anode, galima schematizuoti taip:

2Cl- => Cl2 (g) + 2 e-

Metalo Na ir Cl dujų susidarymas2 iš NaCl nėra savaiminis procesas, kuriam reikia aukštesnės nei 800 ° C temperatūros. Elektros srovė tiekia energiją nurodytam transformavimui elektrolitinės ląstelės elektroduose.

Elektronai suvartojami katode (-), redukcijos procese ir yra susidarę anodoje (+) oksidacijos metu. Todėl elektronai teka per elektrolitinio elemento išorinę grandinę nuo anodo iki katodo.

Tiesioginės srovės baterija tiekia energiją, kurią elektronai gali patekti spontaniškai nuo anodo (+) iki katodo (-).

Žemyn langelis

Žemutinė ląstelė yra aprašytos elektrolitinės ląstelės adaptacija ir yra naudojama pramoninei metalo Na ir chloro dujų gamybai.

„Down“ elektrolitinėje kameroje yra įtaisai, leidžiantys atskirai surinkti metalo natrio ir chloro dujas. Šis metalo natrio gamybos būdas vis dar yra labai praktiškas.

Išleidus elektrolizę, skystas metalinis natris nuleidžiamas, atvėsinamas ir supjaustomas į blokus. Vėliau jis yra laikomas inertinėje terpėje, nes natrio druska gali reaguoti su vandeniu arba atmosferos deguonimi.

Chloro dujos gaminamos pramonėje, daugiausia elektrolizuojant natrio chloridą pigesniame procese nei metalo natrio gamyba..

Programos

Pramoninė sintezė

-Pramonėje elektrolitinės ląstelės naudojamos įvairių spalvotųjų metalų elektrolizavimui ir elektrodepozicijai. Beveik visi didelio grynumo aliuminio, vario, cinko ir švino gaminiai gaminami elektrolitinėse ląstelėse.

-Vandenilis gaunamas elektrolizuojant vandenį. Ši cheminė procedūra taip pat naudojama sunkiam vandeniui gauti (D2O).

-Metalai, tokie kaip Na, K ir Mg, gaunami išlydytų elektrolitų elektrolizės būdu. Be to, elektrolizės būdu gaunami ne metalai, pvz., Fluoridai ir chloridai. Be to, junginiai, tokie kaip NaOH, KOH, Na2CO3 ir KMnO4 jie yra sintezuojami ta pačia tvarka.

Metalų dengimas ir rafinavimas

-Apatinio metalo padengimas aukštesnės kokybės metalu yra žinomas kaip galvanizavimas. Šio tikslo tikslas - užkirsti kelią apatinio metalo korozijai ir padaryti ją patrauklesnę. Šiam tikslui elektrolizės metu naudojamos elektrolitinės ląstelės.

-Neorganiniai metalai gali būti rafinuoti elektrolizės būdu. Vario atveju ant katodo dedami labai ploni metaliniai lakštai, o anode turi būti rafinuoti dideli nešvaraus vario strypai..

-Faneruotų gaminių naudojimas yra paplitęs visuomenėje. Papuošalai ir stalo reikmenys dažnai yra sidabras; Auksas yra elektrodepozitas juvelyriniuose dirbiniuose ir elektriniuose kontaktuose. Dekoratyviniais tikslais daug objektų yra padengtas variu.

-Automobiliai turi sparną ir kitus chromuoto plieno gabalus. Automobilio apsaugai skirtas chromas trunka tik 3 sekundes chromo elektrodepozicijos, kad gautų šviesų 0,0002 mm storio paviršių.

-Spartus metalo skystis sukelia juodus ir šiurkščius paviršius. Lėtas elektrodepozitas sukuria lygius paviršius. "Alavo skardinės" yra plieno, padengtos alavu elektrolizės būdu. Kartais šių skardinių chromavimas atliekamas per sekundę, kurios storis yra labai plonas chromo sluoksnis.

Nuorodos

  1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chemija (8-asis red.). Mokymosi mokymas.
  2. eMedical Prep. (2018). Elektrolizės taikymas. Gauta iš: emedicalprep.com
  3. Vikipedija. (2018). Elektrolitinė ląstelė. Gauta iš: en.wikipedia.org
  4. Prof. Shapley P. (2012). Galvaniniai ir elektrolitiniai elementai. Gauta iš: butane.chem.uiuc.edu
  5. „Bodner Research Web“. (s.f.). Elektrolitinės ląstelės Gauta iš: chemed.chem.purdue.edu