Електроліз розплавів

Електроліз розчинів.

Якщо налити в U -подібну трубку розчин купрум(ІІ) хлориду CuCl₂, занурити у кожне коліно вугляні електроди і з’єднати їх металевими провідниками з джерелом постійного струму (акумулятором), то катод (електрод, сполучений з негативним полюсом джерела струму) вкриватиметься шар за шаром червоним нальотом металічної міді, а на аноді (електроді, що сполучений з негативним полюсом джерела струму) виділятиметься вільний хлор (виявляється за запахом):

CuCl₂ = Cu + Cl₂

Прилад для електролізу

У розчині купрум(ІІ) хлорид під впливом води дисоціює на йони:

CuCl₂ = Cu²⁺ + 2Cl^-

Йони хаотично рухаються у розчині. Після вмикання струму безладний рух йонів стає спрямованим. Йони Купруму рухаються до катоду, а йони Хлору – до аноду і там розряджаються:

На катоді відбувається процес відновлення, а на аноді – процес окиснення.

Електроліз– окисно-відновний процес, що відбувається на електродах під час проходження електричного струму крізь розчин або розплав електроліту.

Під час електролізу електрична енергія перетворюється на хімічну, на внутрішню енергію продуктів електролізу.

Якщо сіль утворена активним металом і оксигеновмісною кислотою, то електроліз її водного розчину має свої особливості (вивчається у ВНЗ).

У кристалах солей вже є готові йони, але вони фіксовані, лише коливаються. Під впливом високої температури кристалічні гратки розщеплюються на йони так само, як і під час розчинення у воді. Вивільнені йони рухаються хаотично. Якщо крізь розплав пропустити постійний електричний струм, то позитивно заряджені йони починають рухатися до негативно зарядженого електрода – катода, а негативно заряджені йони – до позитивно зарядженого електрода – анода і на електродах розряджаються:

Електроліз розплаву NaCl

На катоді виділяється металічний натрій, на аноді – газуватий хлор,

Чистий натрій можна добути й електролізом розплаву натрій гідроксиду:

У розглянутих випадках передбачається, що електроди – інертні, тобто виготовлені з матеріалу, який участі в реакціях не бере.

Нарощування шару металу на поверхні виробу електролітичним способом дає змогу виготовляти найточніші зліпки і копії. Цей спосіб розробив російський учений Б.Я.Якобі у 1838р., і називається він гальванопластикою.

Гідрометалургія — відновлення металу більш активним мета­лом чи електричним струмом у водному розчині його сполуки. Металічну руду спочатку обробляють розчинами кислот чи лугів, унаслідок чого йони металічного елемента переходять у розчин, а вже потім піддають відновленню більш активним металом або електричним струмом, наприклад:

Си30₄ + Ре = РеЗОд + Си

Таким способом добувають цинк, манган, мідь, нікель, золото, платину та деякі інші метали високої чистоти. Цінність методу по­лягає також у тому, що можна використовувати сировину з невели­ким умістом металу.

Металотермія — це різновид пірометалургії, заснований на процесах відновлення металів з їх сполук активнішими металами або кремнієм. Як відновники найчастіше застосовують алюміній, магній і кремній

Металотермічні процеси супроводжуються виділенням великої кількості тепла.

Цінність металотермії полягає в тому, що видобутий метал не містить небажаних домішок вуглецю, які є в продуктах піромета­лургії, одержаних із застосуванням коксу.

Металотермічним методом добувають титан, вольфрам, рідкіс­ні та дорогоцінні метали.

Дата добавления: 2014-01-05