Najširša uporaba elektrolize

Na prelomu 18. in 19. stoletja je bilo narejenih nekaj odkritij, kar je postalo spodbuda za rojstvo nove znanosti - elektrokemije. In ustanovitelji te znanosti sta bili dva znanstvenika. Ta italijanski fiziolog L. Galvani in angleški fizik A. Volt, ki je leta 1799 ustvaril prvi vir kemijskega toka - "Volta Pole". Ti znanstveniki so uspeli ugotoviti, da ko gre električni tok skozi vodno raztopino soli, v tej raztopini potekajo kemične transformacije, ki se zdaj imenujejo elektrolitske. Sama po sebi je elektroliza precej kompleksen niz različnih procesov. To je selitev (negativni ioni se nagibajo k anodi in pozitivne ione na katodo) in ionsko difuzijo. Te so tudi različne elektrokemične in kemične reakcije, ki se pojavljajo med samimi produkti elektrolize, med temi izdelki in elektrolitom, med njimi in elektrodami.

Študija teh procesov pa ni samo znanstvena. Praktična uporaba elektrolize je zdaj zelo pomembna. Na primer, čisti vodik, natrij ali nikelj lahko dobimo samo na ta način. V industriji se elektrolitski procesi uporabljajo za različne namene. S svojo pomočjo dobijo anorganske snovi, kot so kisik, vodik, alkalije, klor in druge nekovine. Tudi elektroliza se uporablja za čiščenje določenih kovin (srebra, bakra). Še vedno elektrolitski procesi so postali osnova za pridobivanje litija, kalija, natrija, cinka, magnezija in drugih kovin ter kovinskih zlitin.

Poleg tega je uporaba tehnologije elektrolize tudi proizvodnja organskih snovi, galvanskih prevlek in obdelave kovinskih površin (elektropoliranje, boratiranje, čiščenje in nitriranje). Še vedno obstaja elektroforeza, elektrodializa, elektroformiranje in drugi podobni procesi, ki imajo praktično uporabo. Tudi vrednost elektrolize je v tem, da proizvaja čiste, skoraj 100% kovin.

Vzemi vsaj baker. Bela ruda vsebuje svoje okside, žveplove spojine in nečistoče drugih kovin. In baker, pridobljen iz te rude, z vsemi temi nečistočami oddamo v obliki plošč. Nato te plošče kot anode položimo v raztopino bakrovega sulfata (CuSO4). In potem sledi uporabi elektrolize. Na elektrode kopeli se napaja določena napetost, na katodo pa se sprošča čista kovina. In vse tuje nečistoče oborijo ali preidejo v elektrolit, ne da bi se na katodo iztekle.

Prav tako je za proizvodnjo aluminija pomembna tudi uporaba elektrolize. Vodna raztopina se v tem procesu ne uporablja, nadomesti jo s staljenimi boksiti. Takšne rude vsebujejo aluminijev oksid, pa tudi železov oksid in silicij. Po obdelavi boksitov z alkalijami dobimo produkt, imenovan glinico. Ta aluminijev oksid je naložen v ognjevarno peč, na dnu in stene pa so postavljene ogljikove plošče. Te plošče so povezane z negativnim vira napajanja. In na plus povežite ogljikovo anodo, ki poteka skozi steno te peči. In ko se anoda spusti v peč, električni lok, taljenje aluminijevega oksida. Potem že v tej staljeni masi obstaja elektrolitski proces. Na dnu peči se zbere čisti (do 99,5%) aluminij, ki se potem vlije v kalupe.

Toda uporaba elektrolize ni samo elektrometalurgija. Na ta način lahko eno kovino prevlečemo s plastjo druge kovine. Ta postopek se imenuje galvanizacija in se uporablja za zaščito površine kovin pred oksidacijo, ki ji daje večjo trdnost in tudi za to površino boljši videz. In ker se običajno uporabljajo premazi, nikelj in krom, ki so manj dovzetni za oksidacijo ali plemenite kovine, kot so srebro in zlato.

V tem primeru je predmet predmet galvansko prevleko, temeljito razmastite, očistite in polirajte. Nato se postavi kot katoda v galvanska kopel. Elektrolit v tej kopalnici je raztopina kovinske soli, ki bo prevlečena. Anoda je izdelana iz iste kovine. Da bi bil ta premaz enakomeren, je katoda nameščena med dvema anodama. Potem se na elektrode nanese določen tok, katod je prekrit s plastjo srebra, zlata, niklja ali kroma.

Še vedno obstaja takšna uporaba elektrolize, ki se imenuje elektroformiranje. Ta metoda prejme kopije iz različnih kovinskih predmetov (medalje, kovanci, bas-reliefi). Za to je kopija predmeta izdelana iz plastičnega materiala, kot je vosek. Potem je prekrit s grafitnim prahom, da bi ga dal električno prevodnost in to kopijo v kopeli, kjer služi kot katoda. In z elektrolizo je ta kopija prekrita s plastjo kovine z zahtevano debelino. Vosek nato odstranimo s segrevanjem. In to je le majhen del možnosti, ki jih omogoča metoda, imenovana elektroliza.