Aplikace elektrolýzy Elektrolytické kovování Elektroformování Elektrorefinace

Aplikace elektrolýzy

Elektrolytické čištění kovů

Proces elektrolytického čištění kovů se používá k odstraňování nečistot z hrubých kovů. V tomto procesu se jako anoda používá blok hrubého kovu, jako elektrolyt ředěná sůl tohoto kovu a jako katoda destičky tohoto čistého kovu.

Elektrolytické čištění mědi

Pro porozumění procesu elektrolytického čištění kovů si probereme příklad elektrolytického čištění mědi. Měď extrahovaná z rudy, známá jako bublinová měď, je 98 až 99 % čistá, ale snadno ji lze zvýšit na 99,95 % čistoty pro elektrické aplikace pomocí procesu elektročištění.

V tomto procesu elektrolyzy používáme blok nečisté mědi jako anodu nebo kladnou elektrodu, síran měďnatý acidifikovaný sírovou kyselinou jako elektrolyt a destičky čisté mědi pokryté grafitem jako katodu nebo zápornou elektrodu.
Síran měďnatý se rozděluje na kladné měďnaté ionty (Cu+ +) a záporné síranové ionty (SO4 − −). Kladné měďnaté ionty (Cu+ +) nebo kationty se pohybují směrem k záporné elektrodě zhotovené z čisté mědi, kde berou elektrony od katody a stávají se atomy mědi, které se usazují na povrchu katody pokrytém grafitem.

Na druhou stranu se SO4 − − pohybuje směrem k kladné elektrodě nebo anodě, kde obdrží elektrony od anody a stane se radikálem SO4, ale protože radikál SO4 nemůže existovat sám, napadne měď anody a vytvoří CuSO4. Tento CuSO4 se pak rozpustí a rozdělí v roztoku na kladné měďnaté ionty (Cu+ +) a záporné síranové ionty (SO4 − −). Tyto kladné měďnaté ionty (Cu+ +) se pak pohybují směrem k záporné elektrodě, kde berou elektrony od katody, stávají se atomy mědi a usazují se na povrchu katody pokryté grafitem. Tímto způsobem se měď z nečistého hrubého materiálu přenese a usadí na povrchu katody pokryté grafitem.

Kovy obsažené v anodě se také spojí s SO4, tvoří kovové sulfany a rozpouštějí se v elektrolytu. Nečistoty jako stříbro a zlato, které nejsou ovlivněny sírovou kyselinou a síranem měďnatým, se usadí jako anodní bláto nebo bahno. Po pravidelných intervalech elektrolytického čištění mědi se usazená měď odstraní z katody a anody a nahradí novým blokem hrubé mědi.
Pozn.: V procesu elektrolytického čištění kovů nebo jednoduše elektročištění, je katoda pokryta grafitem, aby se chemicky usazené látky mohly snadno odstranit. Jedná se o jednu z velmi běžných aplikací elektrolyzy.

Elektroplakátování

Proces elektroplakátování je teoreticky stejný jako elektročištění – jediný rozdíl je, že místo katody pokryté grafitem musíme umístit objekt, na který má být provedeno elektroplakátování. Uveďme příklad mosazného klíče, který má být pokryt mědí pomocí elektroplakátování mědí.

Elektroplakátování mědí

Už jsme uvedli, že síran měďnatý se rozděluje na kladné měďnaté ionty (Cu+ +) a záporné síranové ionty (SO4 − −) v roztoku. Pro elektroplakátování mědí používáme síran měďnatý jako elektrolyt, čistou měď jako anodu a objekt (mosazný klíč) jako katodu. Čistá měď je spojena s kladným terminálem a mosazný klíč s záporným terminálem baterie. Když jsou tyto měď a klíč ponořeny do roztoku síranu měďnatého, měď se chová jako anoda a klíč jako katoda. Jelikož je katoda nebo mosazný klíč spojen s záporným terminálem baterie, přitahuje kladné kationty nebo Cu+ + ionty a po dosažení Cu+ + ionty na povrchu mosazného klíče, obdrží elektrony, stávají se neutrálními atomy mědi a usazují se na povrchu mosazného klíče jako rovnoměrná vrstva. Síranové ionty nebo SO4 − − se pohybují k anodě a extrahují měď z ní do roztoku, jak je uvedeno v procesu elektročištění. Pro správné a rovnoměrné elektroplakátování mědí se objekt (zde mosazný klíč) pomalu otáčí v roztoku.

Elektrotvarování

Reprodukce objektů elektrodeponecem na nějaký druh formy se nazývá elektrotvarování. Je to další velmi užitečný příklad mezi mnoha aplikacemi elektrolyzy. Pro toto musíme nejprve získat otisk objektu na vosku nebo podobném voskovém materiálu. Povrch voskové formy, který nese přesný otisk objektu, je pokryt grafitovým práškem, aby byl vodičem. Poté je forma ponořena do elektrolytického roztoku jako katoda. Během procesu elektrolyzy se elektrolytický kov usadí na povrchu formy pokrytém grafitem. Po dosažení požadované tloušťky vrstvy se článek odstraní a vosk se roztaví, aby se získal reprodukovaný objekt ve formě kovové slupky. Oblíbené použití elektrotvarování je reprodukce gramofonových desek. Originální nahrávka je provedena na desce z voskového složení. Tato vosková forma je poté pokryta zlatým práškem, aby byla vodičem. Poté je tato forma ponořena do elektrolytického roztoku modrého vitriolu jako katoda. Roztok je udržován nasycený pomocí měděné anody. Elektrotvarování mědi na voskové formě vytváří hlavní desku, která se používá k lisování velkého množství šellackových desek.

Prohlášení: Respektujte původ, dobaře napsané články se stačí sdílet, pokud dojde k porušení autorských práv, prosím, kontaktujte pro smazání.