Elektroliz jarayonlari va sanoatda qo’llanilishi.
Reja:
1.
Texnika va sanoatda elektrolizdan foydalanish.
2.
Sanoatda elektrolizdan foydalanish.
3.
Elektroliz jarayonining mohiyati.
Ishqoriy va ishqoriy tuproq metallari, shuningdek, magniy, berilliy va alyuminiy tegishli tuzlar
yoki gidroksidlarning eritmalarini elektroliz qilish yo'li bilan olinadi.
Tuz eritmalarini elektroliz qilish natijasida mis, rux, kadmiy, nikel, kobalt, marganets va
boshqa metallar olinadi. Metalllarni (mis, oltin, kumush, qo'rg'oshin, qalay va boshqalar)
elektrolitik tozalash ulardagi aralashmalarni tozalash uchun ishlatiladi. Qayta ishlash
jarayonida tozalanadigan metall anod vazifasini bajaradi. Anodda asosiy metall va
aralashmalar eriydi, ularning potentsiali tozalanadigan metallning potentsialidan ko'ra
salbiyroqdir. Ijobiy potentsialga ega bo'lgan aralashmalar anodga loy shaklida tushadi.
Elektrolitga o'tgan aralashmalar vaqti-vaqti bilan yoki doimiy ravishda elektrolitdan
chiqariladi. Asosiy metall kationlari katodda chiqariladi va ixcham konni hosil qiladi toza
metall.
Elektroliz orqali bir metallni boshqa metall bilan qoplash usuli elektrokaplama deb ataladi.
Elektrokaplama metallarni korroziyadan himoya qilish, metall sirtini mustahkamlash va
dekorativ maqsadlarda qo'llaniladi. Bunday holda, qoplanadigan buyum katod bo'lib xizmat
qiladi, u elektrolitik vannaga ushbu buyumga yotqizilgan metallning tuz eritmasi bilan
tushiriladi. Anod qoplama metall bo'lib, u elektroliz paytida eriydi va uning ionlari chiqariladi
va katodga yotqiziladi. Elektrokaplama - elektroliz yordamida ob'ektlarning rel'ef
tasvirlaridan aniq metall nusxalarini ishlab chiqarish. Elektroformatsiyani rus olimi B.S.
Yakobi. Ob'ektni nusxalash uchun matritsa mumdan yasaladi - bu ob'ektning teskari (salbiy)
tasviri, u grafit bilan qoplangan va uni o'tkazuvchan qiladi. Elektr toki o'tganda, anod eriydi va
katodga metall qatlami yotqiziladi va u ob'ektdan osongina ajratiladi. Bu narsaning aniq
metall nusxasi paydo bo'ldi. Elektroformatsiyalash uchun odatda mis ishlatiladi, lekin ba'zida
boshqa metallar ham ishlatiladi - temir, nikel, kumush. Elektrokaplama yordamida qog'oz,
gramofon plastinalarini va boshqa mahsulotlarni chop etish uchun klishelar tayyorlanadi.
Shunday qilib, radiotexnika va asbobsozlikda elektrokaplama usuli bilan tayyorlangan
murakkab shakldagi juda yupqa devorli mahsulotlar (to'lqin o'tkazgichlar, ko'rfazlar) talab
qilinadi. Alyuminiy mog'or tayyorlanadi, unga elektroliz yo'li bilan kerakli qalinlikdagi mis
qatlami qo'llaniladi, so'ngra qolip xlorid kislota yoki ishqorda eritiladi, u bilan mis reaksiyaga
kirishmaydi. Devor qalinligi mikronlarda bo'lgan mahsulot chiqadi. Mexanik ishlov berish
qiyin bo'lgan metallarni elektrokimyoviy tozalash uchun elektrolizdan foydalaniladi.
Metalllarga elektrokimyoviy ishlov berishda metallarni silliqlash va parlatish taxminan tayyor
metall yuzasini tezda tekislaydi va unga oynaga o'xshash porlashni beradi. Bunday holda,
olib tashlangan metall eritmada qoladi, u erdan olinishi va qayta ishlatilishi mumkin.
Kimyo sanoatida elektroliz suvdan vodorod va kislorod kabi qimmatli kimyoviy mahsulotlar
olish uchun ishlatiladi. Elektroliz yo'li bilan olingan vodorod energetika sanoatida
generatorlarni termal va sovutish uchun ishlatiladi atom elektr stansiyalari... Xlor va
gidroksidi natriy xlorid eritmasidan elektroliz orqali, ftor uning tuzlari eritmalaridan olinadi.
Uzoq vaqt davomida ftorni erkin holatda olish mumkin emas edi, chunki hech qanday
kimyoviy oksidant ftorid ioni F - uning elektronini tortib ololmaydi. Biroq, elektr tokining
oksidlovchi ta'siri kimyoviy oksidlovchilarning ta'siridan bir necha baravar kuchliroqdir,
shuning uchun ftorid ionidan elektronni faqat eritilgan ftor tuzining elektrolizi paytida olish
mumkin edi. Vodorod peroksid, kaliy permanganat, xromatlar, xloratlar, gipoxloritlar va
boshqalar kabi oksidlovchi moddalar elektroliz orqali olinadi. Elektroliz texnologiyada keng
qo'llaniladi. Keling, elektrolizning eng muhim texnik qo'llanilishiga bir nechta misollarni ko'rib
chiqaylik. Elektrokaplama- oksidlanishning oldini olish va mahsulotga jozibali ko'rinish
berish uchun metall buyumlarni boshqa metalldan yupqa qatlam bilan qoplash (nikel
qoplama, xrom qoplama, kumush qoplama, zardob va boshqalar). Qoplanadigan ob'ekt
yaxshilab tozalanadi, yaxshi yog'sizlanadi va qoplanadigan metallning tuz eritmasi bo'lgan
elektrolitik vannaga katod sifatida joylashtiriladi. Xuddi shu metalldan yasalgan plastinka
anod bo'lib xizmat qiladi. Yana bir xil qoplama uchun odatda anod sifatida ikkita plastinka
ishlatiladi, ular orasiga ob'ekt qo'yiladi .
Elektrotip- relyef buyumlaridan (medallar, gravyuralar, barelyeflar va boshqalar) nusxalarni
elektrolitik ishlab chiqarish. Naqshli buyumdan mum yoki boshqa quyma yasaladi. Keyin
taassurot yuzasi o'tkazuvchan bo'lishi uchun nozik bir grafit qatlami bilan qoplanadi. Ushbu
shaklda quyma mis sulfat eritmasi bilan elektrolitik hammomga botiriladigan katod sifatida
ishlatiladi. Anod - mis plastinka. Taassurotda etarlicha qalin mis qatlami paydo bo'lganda,
elektroliz to'xtatiladi va mum ehtiyotkorlik bilan chiqariladi. Asl nusxaning aniq mis nusxasi
qolgan. Poligrafiya sanoatida bunday nusxalar (stereotiplar) to'plamning plastik materialga
(matritsaga) qo'yilgan izidan olinadi, matritsalarga qalin temir yoki boshqa materiallarni
yotqizadi. Bu to'plamni kerakli miqdordagi nusxada ko'paytirish imkonini beradi. Agar ilgari
kitobning tiraji bitta to'plamdan olinadigan bosma nashrlar soni bilan cheklangan bo'lsa
(chop etish paytida to'plam o'chiriladi), unda stereotiplardan foydalanish tirajni sezilarli
darajada oshirishi mumkin.
To'g'ri, hozirgi vaqtda elektroliz yordamida stereotiplar faqat yuqori sifatli bosma va ko'p
sonli rasmlarga ega kitoblar uchun olinadi. Metallni uzun tsilindrga yotqizish orqali tikuvsiz
quvurlar olinadi. Peelable qoplamalarni olish jarayoni rus olimi B.S.Yakobi tomonidan ishlab
chiqilgan bo'lib, u 1836 yilda bu usulni Sankt-Peterburgdagi Sankt-Isaak sobori uchun ichi
bo'sh figuralar yasashda qo'llagan. Misni tozalash Mis eng yaxshi material o'tkazgichlarni
ishlab chiqarish uchun, lekin buning uchun u har qanday aralashmalardan tozalangan
bo'lishi kerak. Misni aralashmalardan tozalash misni tozalash (tozalash) deb ataladi. Rudani
eritish natijasida olingan xom misning katta hajmli bo'laklari (qalin qatlamlari) anod, sof
misning yupqa plitalari esa katoddir. Jarayon mis sulfatning suvli eritmasi bo'lgan katta
vannalarda amalga oshiriladi. Elektroliz jarayonida anodning misi eriydi; Qimmatbaho va
noyob metallarni o'z ichiga olgan aralashmalar cho'kindi (loy) shaklida tubiga tushadi va
katodga cho'kadi. toza mis... Ba'zi boshqa metallar ham xuddi shu tarzda tozalanadi.
Alyuminiyni qabul qilish Alyuminiy elektroliz orqali olinadi. Buning uchun ushbu metal
tuzlarining eritmalari emas, balki uning erigan oksidlari elektrolizlanadi. Alyuminiy oksidi
(alyuminiy oksidi Al 2 O 3), boksitni, tarkibida alyuminiy bo'lgan rudalarni qayta ishlash
natijasida olingan ko'mir tigellariga quyiladi (3.9-rasm). Tigel katod vazifasini bajaradi. Anod
tigel ichiga kiritilgan uglerod tayoqchalaridir. Birinchidan, uglerod novdalari tigelga
ulanmaguncha va kuchli oqim o'tkazilguncha tushiriladi. Alyuminiy oksidi oqim o'tishida
qiziydi va eriydi. Shundan so'ng, ko'mirlar ko'tariladi, oqim suyuqlikdan o'tadi va elektroliz
hosil qiladi. Elektroliz jarayonida ajralib chiqadigan eritilgan alyuminiy tigelning (katod)
tubiga tushadi va u erdan quyish uchun qoliplarga maxsus teshik orqali chiqariladi. Elektroliz
tozalashda qo'llaniladi Chiqindi suvlari... Elektroliz hodisasidan keng foydalaniladi
zamonaviy sanoat... Xususan, elektroliz alyuminiy, vodorod, shuningdek, natriy gidroksidi,
xlor, xlororganik birikmalar [manba 220 kun ko'rsatilmagan], marganets dioksidi, vodorod
periksni sanoat ishlab chiqarish usullaridan biridir. Katta miqdorda rudalardan metallar
ajratib olinadi va elektroliz (elektrotekstraksiya, elektr tozalash) yo
ʻ
li bilan qayta ishlanadi.
Elektrokimyoviy jarayonlar zamonaviy texnologiyaning turli sohalarida keng qo'llaniladi
analitik kimyo,biokimyo va hokazo. kimyo sanoati elektroliz natijasida xlor va ftor, ishqorlar,
xloratlar va perkloratlar, persulfat kislota va persulfatlar, kimyoviy toza vodorod va kislorod
va boshqalar hosil bo'ladi, bu holda ba'zi moddalar katodda (aldegidlar, paraaminofenol va
boshqalar), boshqalari elektrooksidlanish yo'li bilan qaytariladi. anodda (xloratlar,
perkloratlar, kaliy permanganat va boshqalar).
Elektroliz ichida gidrometallurgiya metall o'z ichiga olgan xom ashyoni qayta ishlash
bosqichlaridan biri bo'lib, tovar metallar ishlab chiqarishni ta'minlaydi. Elektroliz eruvchan
anodlar bilan - elektr tozalash jarayoni yoki erimaydigan anodlar bilan - elektroekstraktsiya
jarayoni bilan amalga oshirilishi mumkin. Metalllarni elektr tozalashda asosiy vazifa - qabul
qilinadigan energiya sarfi bilan katodli metallning zarur tozaligini ta'minlash.
Rangli metallurgiyada elektrolizdan foydalaniladi metallarni qazib olish rudalardan va
ularning tozalash... Alyuminiy, magniy, titan, sirkoniy, uran, berilliy va boshqalar eritilgan
muhitlarni elektroliz qilish orqali olinadi. Uchun tozalash (tozalash) metall plitalar undan
elektroliz orqali quyiladi va elektrolizatorga anod sifatida joylashtiriladi. Tok o'tganda
tozalanadigan metall anodik erishga uchraydi, ya'ni kationlar holida eritmaga o'tadi. Keyin bu
metall kationlari katodda chiqariladi, buning natijasida allaqachon toza metallning ixcham
konlari hosil bo'ladi. Anoddagi aralashmalar erimaydigan bo'lib qoladi yoki elektrolitga o'tadi
va chiqariladi. Elektrokaplama - metall va metall bo'lmagan mahsulotlarning tuzlari
eritmalari orqali to'g'ridan-to'g'ri elektr toki o'tganda ularning yuzasiga metall qoplamalarni
qo'llash jarayonlari bilan shug'ullanadigan amaliy elektrokimyo sohasi. Elektrokaplama
elektrokaplama va elektrokaplamaga bo'linadi. Elektrokaplama (yunonchadan. qoplamoq)
—
elektrolizatorning katodi bo
ʻ
lib xizmat qiluvchi, qoplanadigan metallga (obyektga) mahkam
bog
ʻ
langan (yopishgan) metall yuzasiga boshqa metalning elektrodozlanishi. Mahsulotni
qoplashdan oldin uning sirtini yaxshilab tozalash kerak (yog'dan tozalash va o'yib
ishlangan), aks holda metall notekis joylashadi va qo'shimcha ravishda qoplama metallining
mahsulot yuzasiga yopishishi (birikishi) mo'rt bo'ladi. Elektrokaplama qismni yupqa oltin
yoki kumush, xrom yoki nikel qatlami bilan qoplash uchun ishlatilishi mumkin. Elektroliz turli
metall yuzalarga eng yaxshi metall qoplamalarni qo'llash uchun ishlatilishi mumkin. Ushbu
qoplama usuli bilan qism metallning tuz eritmasiga joylashtirilgan katod sifatida ishlatiladi,
undan qoplamani olish kerak. Anod sifatida bir xil metalldan yasalgan plastinka ishlatiladi
Elektrotip - elektroliz yo'li bilan matritsalar deb ataladigan turli metall bo'lmagan va metall
buyumlardan nisbatan katta qalinlikdagi aniq, oson ajratib olinadigan metall nusxalarini
olish. Byustlar, haykallar va boshqalar elektrokaplama yordamida amalga oshiriladi.
Elektrokaplama boshqa metallarga nisbatan qalin metall qoplamalarni qo'llash uchun
ishlatiladi (masalan, nikel, kumush, oltin va boshqalardan "yamoq" qatlamini hosil qilish).
Elektrolizning mohiyati. Elektroliz bu eritma yoki erigan elektrolit orqali to'g'ridan-to'g'ri
elektr toki o'tganda elektrodlarda sodir bo'ladigan oksidlanish-qaytarilish jarayoni. Salbiy
qutbga elektrolizni amalga oshirish uchun tashqi manba to'g'ridan-to'g'ri oqimga ulanish
katod, va musbat qutbga anod, shundan so'ng ular eritma yoki eritilgan elektrolit bilan
elektrolizatorga botiriladi. Elektrodlar, qoida tariqasida, metalldir, ammo metall bo'lmagan
elektrodlar ham ishlatiladi, masalan, grafit (o'tkazuvchan).
To'g'ridan-to'g'ri oqim manbai (katod) ning manfiy qutbiga ulangan elektrod yuzasida ionlar,
molekulalar yoki atomlar elektronlarni biriktiradi, ya'ni elektrokimyoviy qaytarilish reaktsiyasi
sodir bo'ladi. Ijobiy elektrodda (anod) elektronlarning chiqishi, ya'ni oksidlanish reaktsiyasi
mavjud. Shunday qilib, elektrolizning mohiyati katodda qaytarilish jarayoni, anodda esa
oksidlanish jarayoni sodir bo'lishidan iborat. Elektrodlarda (katod va anod) elektroliz
natijasida mos keladigan qaytarilish va oksidlanish mahsulotlari ajralib chiqadi, ular
shartlarga qarab, hal qiluvchi, elektrod materiallari va boshqalar bilan reaksiyaga kirishishi
mumkin, bu ikkilamchi jarayonlar deb ataladi. Metall anodlar quyidagilar bo'lishi mumkin: a)
erimaydigan yoki inert (Pt, Au, Ir, grafit yoki ko'mir va boshqalar), elektroliz jarayonida ular
faqat elektron uzatuvchi sifatida xizmat qiladi; b) eruvchan (faol); ular elektroliz jarayonida
oksidlanadi. Turli elektrolitlarning eritmalari va eritmalarida qarama-qarshi belgilarga ega
ionlar mavjud, ya'ni. kationlar va anionlar ular xaotik harakatda. Ammo agar elektrolitning
bunday eritmasida, masalan, natriy xlorid NaCl eritmasida elektrodlar tushirilsa va doimiy
elektr toki o'tkazilsa, Na + kationlari katodga, Cl anionlari esa anodga o'tadi. Ustida katod
elektrolizatorda tashqi tok manbasining elektronlari tomonidan Na+ kationlarini pasaytirish
jarayoni sodir bo‘ladi:
Na+ + e= Na0 Ustida anod xlor anionlarining oksidlanish jarayoni davom etmoqda va Cl dan
ortiqcha elektronlarni ajratish tashqi oqim manbai energiyasi tufayli amalga oshiriladi: Cle=
Cl0 Chiqarilgan elektr neytral xlor atomlari bir-biri bilan qo'shilib, molekulyar xlorni hosil
qiladi: Cl + Cl = Cl2 , bu anodda ajralib turadi. Natriy xlorid eritmasini elektroliz qilishning
umumiy tenglamasi: 2NaCl> 2Na+ + 2Clelektroliz> 2Na0 + Cl2 0 Elektr tokining oksidlanish-
qaytarilish ta'siri kimyoviy oksidlovchilar va qaytaruvchi moddalar ta'siridan ko'p marta
kuchliroq bo'lishi mumkin. Elektrodlardagi kuchlanishni o'zgartirib, siz elektrolitik hammom
yoki elektrolizatorning elektrodlari bo'lgan oksidlovchi va qaytaruvchi moddalarning deyarli
har qanday kuchini yaratishingiz mumkin. Ma'lumki, eng kuchli kimyoviy oksidlovchilardan
hech biri olib tashlanishi mumkin emas ftorid ioni F uning elektroni. Ammo bu elektroliz
paytida, masalan, erigan tuz NaF bo'lganda mumkin. Ushbu holatda katodda (qaytaruvchi
vosita) metall natriy yoki kaltsiy ion holatidan chiqariladi: Na+ + e= Na0 anodda (oksidlovchi
vosita) ftor ioni F ajralib chiqadi, manfiy iondan erkin holatga o'tadi: Fe= F0 ; F0 + F0 = F2 0
Elektrodlarda chiqarilgan mahsulotlar bir-biri bilan kimyoviy o'zaro ta'sirga kirishishi
mumkin, shuning uchun anod va katod bo'shliqlari diafragma bilan ajralib turadi.
Elektrolizning amaliy qo'llanilishi. Elektrokimyoviy jarayonlar zamonaviy texnologiyaning turli
sohalarida keng qo'llaniladi analitik kimyo,biokimyo va hokazo. kimyo sanoati elektroliz
natijasida xlor va ftor, ishqorlar, xloratlar va perkloratlar, persulfat kislota va persulfatlar,
kimyoviy toza vodorod va kislorod va boshqalar hosil bo'ladi, bu holda ba'zi moddalar
katodda (aldegidlar, paraaminofenol va boshqalar), boshqalari elektrooksidlanish yo'li bilan
qaytariladi. anodda (xloratlar, perkloratlar, kaliy permanganat va boshqalar). Elektroliz ichida
gidrometallurgiya metall o'z ichiga olgan xom ashyoni qayta ishlash bosqichlaridan biri
bo'lib, tovar metallar ishlab chiqarishni ta'minlaydi. Elektroliz eruvchan anodlar bilan - elektr
tozalash jarayoni yoki erimaydigan anodlar bilan - elektroekstraktsiya jarayoni bilan amalga
oshirilishi mumkin. Metalllarni elektr tozalashda asosiy vazifa - qabul qilinadigan energiya
sarfi bilan katodli metallning zarur tozaligini ta'minlash. Rangli metallurgiyada elektrolizdan
foydalaniladi metallarni qazib olish rudalardan va ularning tozalash... Alyuminiy, magniy,
titan, sirkoniy, uran, berilliy va boshqalar eritilgan muhitlarni elektroliz qilish orqali olinadi.
Uchun tozalash (tozalash) metall plitalar undan elektroliz orqali quyiladi va elektrolizatorga
anod sifatida joylashtiriladi. Tok o'tganda tozalanadigan metall anodik erishga uchraydi,
ya'ni kationlar holida eritmaga o'tadi. Keyin bu metall kationlari katodda chiqariladi, buning
natijasida allaqachon toza metallning ixcham konlari hosil bo'ladi. Anoddagi aralashmalar
erimaydigan bo'lib qoladi yoki elektrolitga o'tadi va chiqariladi. Elektrokaplama metall va
metall bo'lmagan mahsulotlarning tuzlari eritmalari orqali to'g'ridan-to'g'ri elektr toki
o'tganda ularning yuzasiga metall qoplamalarni qo'llash jarayonlari bilan shug'ullanadigan
amaliy elektrokimyo sohasi. Elektrokaplama elektrokaplama va elektrokaplamaga bo'linadi.
Elektrokaplama (yunonchadan. berkitmoq)
—
elektrolizatorning katodi bo
ʻ
lib xizmat
qiluvchi, qoplanadigan metallga (ob'ektga) qattiq bog
ʻ
langan (yopishgan) boshqa metalning
metall yuzasiga elektrodozlanish.
Mahsulotni qoplashdan oldin uning sirtini yaxshilab tozalash kerak (yog'dan tozalash va
o'yib ishlangan), aks holda metall notekis joylashadi va qo'shimcha ravishda qoplama
metallining mahsulot yuzasiga yopishishi (birikishi) mo'rt bo'ladi. Elektrokaplama qismni
yupqa oltin yoki kumush, xrom yoki nikel qatlami bilan qoplash uchun ishlatilishi mumkin.
Elektroliz turli metall yuzalarga eng yaxshi metall qoplamalarni qo'llash uchun ishlatilishi
mumkin. Ushbu qoplama usuli bilan qism metallning tuz eritmasiga joylashtirilgan katod
sifatida ishlatiladi, undan qoplamani olish kerak. Anod sifatida bir xil metalldan yasalgan
plastinka ishlatiladi.
Elektrotip matritsalar deb ataladigan turli xil metall bo'lmagan va metall buyumlardan
nisbatan katta qalinlikdagi aniq, oson ajratib olinadigan metall nusxalarini elektroliz qilish
orqali olish. Byustlar, haykallar va boshqalar elektrokaplama yordamida amalga oshiriladi.
Elektrokaplama boshqa metallarga nisbatan qalin metall qoplamalarni qo'llash uchun
ishlatiladi (masalan, nikel, kumush, oltin va boshqalardan "yamoq" qatlamini hosil qilish).
Yuqoridagilardan tashqari, elektroliz boshqa sohalarda ham qo'llanilishini topdi: olish oksidi
himoya plyonkalari metallar bo'yicha (anodlash); elektrokimyoviy sirtni tozalash metall
mahsulot (sayqallash); elektrokimyoviy binoni metallar (masalan, mis, guruch, sink, xrom va
boshqalar); suvni tozalash undan eruvchan aralashmalarni olib tashlash. Natijada yumshoq
suv deb ataladigan (uning xususiyatlariga ko'ra distillanganga yaqin); elektrokimyoviy
charxlash kesish asboblari (masalan, jarrohlik pichoqlari, ustaralar va boshqalar). Elektr toki
elektrolit eritmasidan yoki eritmasidan o'tganda, elektrodlarda erigan moddalar yoki boshqa
moddalar elektrodlarda ikkilamchi reaktsiyalar mahsuloti bo'lib chiqadi. Bu fizik-kimyoviy
jarayon elektroliz deb ataladi. Elektrolizning mohiyati Elektrodlar tomonidan yaratilgan elektr
maydonida o'tkazuvchan suyuqlikdagi ionlar tartibli harakatga keladi. Salbiy elektrod - katod,
musbat - anod. Anionlar (gidroksil guruhi ionlari va kislota qoldiqlari) deb ataladigan manfiy
ionlar anodga, musbat ionlar esa kationlar (vodorod, metallar, ammoniy va boshqalar) deb
ataladi.
Elektrodlarda oksidlanish-qaytarilish jarayoni sodir bo'ladi: zarrachalarning (atomlar,
molekulalar, kationlar) elektrokimyoviy qaytarilishi katodda, zarrachalarning (atomlar,
molekulalar, anionlar) elektrokimyoviy oksidlanishi anodda sodir bo'ladi. Elektrolitlardagi
dissotsilanish reaksiyalari birlamchi reaksiyalar, bevosita elektrodlarda kechadigan
reaksiyalar esa ikkilamchi reaksiyalar deyiladi. Elektroliz reaktsiyalarini birlamchi va
ikkilamchi reaktsiyalarga ajratish Maykl Faradayga elektroliz qonunlarini o'rnatishga yordam
berdi: Faradayning elektrolizning birinchi qonuni: elektroliz paytida elektrodga yotqizilgan
moddaning massasi ushbu elektrodga o'tkaziladigan elektr miqdoriga to'g'ridan-to'g'ri
proportsionaldir. Elektr miqdori odatda kulonlarda o'lchanadigan elektr zaryadini bildiradi.
Faradayning elektrolizning ikkinchi qonuni: ma'lum miqdordagi elektr (elektr zaryad) uchun
elektrodga yotqizilgan kimyoviy elementning massasi elementning ekvivalent massasiga
to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. Moddaning ekvivalent massasi - bu modda ishtirok
etadigan kimyoviy reaktsiyaga qarab, uning molyar massasi butun songa bo'linadi.
m - elektrodga yotqizilgan moddaning massasi, Q - moddadan o'tgan umumiy elektr zaryadi
F = 96 485,33 (83) C mol - 1 Faraday doimiysi, M - moddaning molyar massasi (Masalan,
suvning molyar massasi H2O = 18 g / mol), z - moddaning ionlarining valent soni (bir ionga
elektronlar soni). E'tibor bering, M / z - yotqizilgan moddaning ekvivalent massasi.
Faradayning birinchi qonuni uchun M, F va z doimiydir, shuning uchun Q qiymati qanchalik
katta bo'lsa, m qiymati ham katta bo'ladi. Faradayning ikkinchi qonuni uchun Q, F va z
doimiydir, shuning uchun M / z qiymati (ekvivalent massa) qanchalik katta bo'lsa, m qiymati
ham shunchalik katta bo'ladi. Elektroliz bugungi kunda sanoat va texnologiyada keng
qo'llaniladi. Masalan, ulardan biri elektroliz bo'lib xizmat qiladi eng samarali usullari vodorod,
vodorod peroksid, marganets dioksidi, alyuminiy, natriy, magniy, kaltsiy va boshqa
moddalarni sanoat ishlab chiqarish. Elektroliz oqava suvlarni tozalash, elektrokaplama,
elektrokaplama va nihoyat kimyoviy oqim manbalarida qo'llaniladi. Lekin birinchi narsa
birinchi. Elektroliz tufayli ko'plab metallar rudalardan olinadi va keyinchalik qayta ishlanadi.
Demak, ruda yoki konsentrlangan ruda
–
konsentrat reagentlar bilan ishlov berilganda metall
eritmaga kiradi, so’ngra elektroekstraktsiya yo’li bilan metall eritmadan ajratiladi. Katodda
sof metall cho'kadi. Shu tarzda rux, mis, kadmiy olinadi. Nopoklarni yo'q qilish va tarkibidagi
aralashmalarni keyingi qayta ishlash uchun qulay shaklga aylantirish uchun metallar
elektrotozalashdan o'tkaziladi. Tozalanadigan metall plitalar shaklida quyiladi va bu plitalar
elektrolizda anod sifatida ishlatiladi. Oqim o'tganda anodning metalli eriydi, kationlar
shaklida eritmaga o'tadi, so'ngra kationlar katodda zaryadsizlanadi va sof metall konini hosil
qiladi. Anodning aralashmalari erimaydi - ular anod loyiga aylanadi yoki elektrolitga o'tadi, u
erdan doimiy yoki vaqti-vaqti bilan chiqariladi. Misol sifatida ko'rib chiqing misni elektr
tozalash... Eritmaning asosiy komponenti mis sulfatdir - bu metallning eng keng tarqalgan
va eng arzon tuzi. Eritma past elektr o'tkazuvchanligiga ega. Uni oshirish uchun elektrolitga
sulfat kislota qo'shiladi. Bundan tashqari, eritma ichiga oz miqdorda qo'shimchalar kiritilib,
ixcham metall konining shakllanishiga yordam beradi. Umuman olganda, mis, nikel,
qo'rg'oshin, qalay, kumush va oltin elektrolitik tozalashga duchor bo'ladi. Elektroliz oqava
suvlarni tozalashda (elektrokoagulyatsiya, elektroekstraktsiya va elektroflotatsiya
jarayonlarida) qo'llaniladi. Elektrokimyoviy tozalash usuli eng ko'p qo'llaniladigan usullardan
biridir. Elektroliz uchun erimaydigan anodlar (magnetit, qo'rg'oshin oksidi, grafit, marganets,
titan asosiga yotqizilgan) yoki eriydigan (alyuminiy, temir) ishlatiladi. Bu usul suvdan zaharli
organik va noorganik moddalarni ajratib olish uchun ishlatiladi. Masalan, mis quvurlari sulfat
kislota eritmasi bilan tozalanadi va sanoat chiqindi suvlari keyinchalik erimaydigan anod
bilan elektroliz orqali tozalanishi kerak. Katodda mis ajralib chiqadi, uni yana o'sha zavodda
ishlatish mumkin. Ishqoriy oqava suvlar siyanid birikmalarini olib tashlash uchun elektroliz
orqali tozalanadi. Sianidlarning oksidlanishini tezlashtirish, elektr o'tkazuvchanligini oshirish
va energiyani tejash maqsadida suvlarga natriy xlorid ko'rinishidagi qo'shimcha qo'llaniladi.
Do'stlaringiz bilan baham: |