Hvað er rafgreiningu? The forskaut og bakskaut. Eðlis-efnafræðilegum aðferðum

Í langan tíma fólk ekki tekst að fá fullt af hreinum efnum í frjálsu formi. Á borð við til dæmis:

• málma;
• basar;
• klór;
• vetni;
• vetnisperoxíð;
• lífræn klór og aðrir.

Þeir fengu annaðhvort hátt innihald af óhreinindum, sem það var ómögulegt að losna við, eða ekki tilbúið yfirleitt. En tengingin er mjög mikilvægt til notkunar í iðnaði og daglegu lífi. En með uppgötvun ferli eins rafgreiningu, verkefni gríðarlega hlutföllum hefur verið leyst. Í dag er það ekki einungis notaðir til að nýmynda, en einnig fyrir mörgum öðrum aðferðum.

Hvað er rafgreiningu? Eins og það gerist, sumir af stigum hlaðið upp, hvað er aðal kostur þessarar aðferðar, að reyna að skilja gang greinarinnar.

Hvað er rafgreiningu?

Til að svara þessari spurningu, verðum við fyrst að skilja hugtök og sumir eðlis- og efnafræðilega hugtök.

1. DC - a beint straum rafeinda upprunnar frá allir uppspretta raforku.
2. Salta - efni, lausn sem er fær um að stunda rafstraum.
3. Rafskaut - plata tiltekinna efna, samtengdar, sem fara rafmagn í gegnum sig (forskaut og bakskaut).
4. The redox viðbrögð - ferli þar sem það er breyting á hve oxun þátttakenda. Það er, sumir jónir oxa og auka verðmæti hve oxun, á meðan aðrir eru minni, lækka hana.

Hafa skýra öllum þessum skilmálum, getur þú svarað spurningunni um hvað er rafgreiningu. Þetta redox ferli, samanstendur af að hleypa jafnstraums gegnum raflausnarinnar og er rofið með losun á mismunandi vörur á rafskautunum.

Auðveld uppsetning, sem hægt er að kalla eiectrolyzer, felur aðeins nokkrar hluti:

• tvö glös með raflausn;
• núverandi uppspretta;
• tveimur rafskautum eru samtengd.

Iðnaðurinn notar miklu flóknari sjálfvirkan hönnun, leyfa til að fá fjölda af vörum - rafgreiningu böð.

rafgreiningu aðferð er nokkuð flókið, er háð ýmsum fræðilegum lögum og ágóða í samræmi við röð og reglu. Að rétt spá fyrir um niðurstöðu, öll lög og hægt er leið til að læra vel.

Í fræðilega undirstöður af því ferli

Mikilvægustu grundvallaratriði Canons sem hvílir rafgreiningu - lögum Michael Faraday - frægur eðlisfræðingur, þekktur fyrir vinnu sína á sviði rafstraum og öll ferli fylgja.

Allar slíkar reglur tveir, sem hver um sig lýsir kjarna ferlum í rafgreiningu.

Fyrsta lögmál

Fyrsta lögmál Faraday, uppskrift af, sem skrifað er upp sem m = ki * Δt, er sem hér segir.

Mass efni fer frá borði á rafskautið sem er í beinu hlutfalli við raforku, sem hefur komist í gegnum raflausnina.

Formúlan sýnir að m - er massi af efni, I - straumstyrk, Δt - tími sem hann er settur f. Einnig er innifalið í gildi k, sem nefnist electrochemical jafngildi af efnasambandinu. Þetta gildi fer eftir eðli efnasambandsins sjálfs. K er tölulega jafn massa efnisins, sem er gefið út á rafskautið gegnum salta þegar farið eina einingu af electric ákæra.

Seinni reglan um rafgreiningu

Annað lögmál Faraday, að formúlu sem - m = M * I * Δt / n * F, er sem hér segir. An electrochemical jafngildi af efnasambandinu (k) er í beinu hlutfalli við við mól massa hennar, og í öfugu hlutfalli við Valence efnisins.

Framangreindu formúlunni er afleiðing af að fjarlægja allan United. Það fangar kjarna annað lögmál rafgreiningu. M - molar massa efnasambönd, I - straumstyrk liðið fyrir allt ferlið, Δt - alls rafgreiningu tími, F - Faraday fasti, N - rafeindir sem taka þátt í því ferli. Fjöldi þeirra er jafn umsjá jón, tók þátt í því ferli.

lögum Faraday til að skilja hvað er rafgreiningu, og til að reikna afrakstur af þyngd, tilætluðum árangri er að spá og hafa áhrif á gang ferli. Þær eru í fræðileg undirstaða þeirri umbreytingu.

Hugmyndin um rafskautaverksmiðju og gerðir hennar

Mjög mikilvægt er í rafgreiningu rafskaut. Allt ferlið er háð því efni sem þeir eru gerðir, sérstaka eðli þeirra og eiginleikum. Því teljum við nánar hvert þeirra.

Rafskautaverksmiðju - plús eða jákvætt rafskaut. Það er eitt sem er fest við "+" stöng aflgjafa. Samkvæmt því, að það frá raflausnarinnar mun færa neikvæðum jónum eða anjónir. Þeir munu oxa hér, öðlast hærri gráðu af oxun.

Þess vegna getum við dregið smá skýringarmynd sem mun hjálpa að muna anodic ferli: forskaut "plús" - anjóna - oxun. Þannig að það eru tvær helstu tegundir af rafskautið, eftir því sem snúa tiltekna vöru.

1. Óleysanlega eða óvirkt forskaut. Slík tegund inniheldur rafskauti eins og þeim er eingöngu ætlað til að flytja rafeindir og oxun ferli, hins vegar er ekki neytt og ekki uppleyst. Háttar rafskaut eru unnin úr grafíti, iridín, platína, kolefni og svo framvegis. Notkun þessara rafskautum, málmar geta verið framleidd í Hreinar lofttegundir (súrefni, vetnis-, klór-, og svo framvegis).
2. Hið leysna rafskautaverksmiðju. Þegar oxunar ferli er hann leyti leyst upp og hafa áhrif á niðurstöðu rafgreiningu. Grunn efni í byggingu fyrir þessa tegund af rafskauts: nikkel, kopar, kadmíum, blý, tin, sink og aðrir. Notkun þessara Forskautunum þarft fyrir electrorefining processes málmum, rafhúðun, varnarhúð gegn tæringu, og svo framvegis.

Kjarni þau ferli sem koma á jákvæðu rafskautið er minnkað að, til að rækja mest rafeindadrægri jóna meaningfully möguleiki. Ivot hvers vegna gera anjóna sem vetnisatóm sem eru sýrur og hýdroxíð jón, og síðan var vatninu, ef það er til lausn. Oxygen-innihalda anjónir í vatnskenndri blóðsaltalausn, yfirleitt við anóðuna er ekki tæmd, þar sem vatn sem gerir það hraðar, losa súrefni.

The bakskaut og eiginleikar þeirra

Bakskaut - er neikvætt hlaðnar rafskaut (vegna uppsöfnunar rafeinda á það þegar rafstraumur). Það er ástæðan fyrir að hann hreyfist jákvæð hlaðnar jónir - katjónir sem gengust undir endurhæfingu, það er, draga úr hversu oxun.

Það er líka viðeigandi að minnast kerfi bakskaut "mínus" - ingu - endurheimt. Eins og efni fyrir bakskautsins fela í sér:

• ryðfríu stáli;
• kopar;
• kolefni;
• kopar;
• Iron;
• ál og aðrir.

Það er á þessu rafskaut kemur til málmum bata hreinna efna, sem er eitt af helstu aðferðir til að framleiða þær iðnaði. Það er einnig mögulegt að flytja af rafeinda frá forskautsins við bakskautið, og ef fyrsti - leysanleg, eru jónir reduced á neikvæða rafskaut. Hér er það endurgerð af katjónirnar vetnisgass _H2. Því bakskaut - er einn af mikilvægustu hlutum í heild fyrirætlun af rafgreiningu efna.

rafgreiningu á bráðnar

Frá sjónarhóli kemískri aðferð til athugunar hefur jöfnu hennar. Með það mögulegt að tákna alla hringrás á pappír og að spá fyrir um niðurstöðu. The mikilvægur hlutur sem þú ættir að borga eftirtekt til - nærveru eða fjarveru vatnsumhverfi og tegund rafskautaverksmiðju (leysanlegt eða ekki).

Ef nauðsyn krefur til að fá eftirfarandi vörur: ammóníum-, alkalí- og jarðalkalímálmar, basar, ál, beryllín, anjónir gasa sem súrefiii er í getur ekki þá vera spurning um rafgreiningu á raflausnarinnar. Bara brætt, því annars þarf tengingar munu ekki virka. Það er ástæðan fyrir í greininni oft mynda þessi efni, með því að nota þá þurr vatnsfrí sölt og hýdroxíð.

Almennt brætt rafgreiningu jafna er alveg einfalt og staðall. Til dæmis, ef við teljum og taka það fyrir kalíumjoðíði, útsýnið verður eftirfarandi:

KI = K ^{+ +} I ^-

The bakskaut (K) "-" K ⁺ K + 1 E = ⁰

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

Aðferð Outcome: KI = K + I _2.

Á sama hátt, rafgreiningu verður tekið upp hvaða málm óháð rafskaut möguleiki.

Rafgreiningu á vatnslausninni með rafvaka

Þegar það kemur að því að raflausn lausnir, niðurstaða ferlisins verður mjög mismunandi. Eftir allt saman, vatn er að verða virkur þátttakandi. Það er einnig fær um skilja frá inn jónir og hleypt út úr rafskautunum. Því í slíkum tilvikum mikilvægt rafskaut möguleiki jónum. En neikvætt gildi hennar er lægra, þeim mun meiri líkur á meiri hraða oxun eða minnkun.

Rafgreining á vatnskenndu lausnarinnar er háð því að nokkrir reglur sem þarf að minnið.

1. Anodic Processes: sem losað er aðeins anjónir af vetni sýrum (nema vetnisflúoríð). Ef súrefnis- jón eða flúorjón, þá vatn verður oxast til að losa súrefni.
2. Bakskauta ferli: electrowlnnlng málma í electrochemical röð (allt að og innifalið fyrir ál) álsins á bakskautsstöngina ekki hægt að endurheimta vegna mikils efna virkni. Þetta gerir vatni til að losa vetni. Málma frá áls á móti vetni aftur samtímis með vatni til að einföldum efnum. Þeir sem eru eftir vetni í electrochemical raðir (lágt hreyfing), gangast auðveldlega undir lækkun við einföldum efnum.

Ef þú fylgir þessum reglum, getum við sýna hvaða rafgreiningu og reikna ávöxtun. Í tilviki sem leysist rafskautaverksmiðju hringrás breytilegt og verður miklu flóknara.

Við rafgreiningu sölt

Þessar aðferðir eru notaðar til þess að fá hreinum málmum og lofttegundir, þar sem það er tæknilega einfalt og fjárhagslega hagkvæmasta. Að auki, vörur koma með miklum hreinleika, sem er mikilvægt.

Til dæmis, electrowlnnlng úr kopar getur fljótt nálgast það í hreinu formi út úr lausn af hvert salt. Algengast er að nota kopar súlfat eða kopar súlfat (II) - CuSO _4.

Við sem bráð eða lausn af saltinu hægt að draga út hreint málm, sem er svo nauðsynlegt í nánast öllum sviðum þar sem raf- og málmi verkfræði.

Merking og umsóknarferlið

Rafgreining - mjög mikilvægt ferli. Á grunni þess byggist eru nauðsynlegar tæknilegar aðgerðir, svo sem:

1. málmur hreinsun.
2. Electroextraction.
3. Rafhúðun.
4. Electrosynthesis.
5. Beiting gegn tæringu húðun og annarra.