Εφαρμογές Ηλεκτρολύσης Ηλεκτροχάλυψης Ηλεκτροπλάστησης Ηλεκτροαποψαθμισίας

Εφαρμογές της ηλεκτρόλυσης

Ηλεκτρολυτική αποψίλωση μετάλλων

Η διαδικασία ηλεκτρολυτικής αποψίλωσης μετάλλων χρησιμοποιείται για την αφαίρεση ενδογενών από κρατάρια μετάλλων. Σε αυτή τη διαδικασία, χρησιμοποιείται ένα μπλοκ κρατάριου μετάλλου ως ανόδη, μια διαλυμένη αλάτη του μετάλλου ως ηλεκτρολύτη και πίνακες από καθαρό μέταλλο ως καθόδη.

Ηλεκτρολυτική αποψίλωση του χαλκού

Για να κατανοήσουμε τη διαδικασία ηλεκτρολυτικής αποψίλωσης μετάλλων, θα συζητήσουμε για ένα παράδειγμα ηλεκτρολυτικής αποψίλωσης του χαλκού. Ο χάλκος που αποσχίζεται από τον ορυκτό, γνωστό ως χάλκος φούσκωμα, είναι 98 έως 99% καθαρός, αλλά μπορεί εύκολα να γίνει 99.95% καθαρός για ηλεκτρικές εφαρμογές μέσω της διαδικασίας ηλεκτροαποψίλωσης.

Σε αυτή τη διαδικασία ηλεκτρολύσης, χρησιμοποιούμε ένα μπλοκ ακαθάριστου χαλκού ως ανόδη ή θετικό ηλεκτρόδη, υδρόξυδο χαλκού διαλυμένο με οξύνιο υδρογονίου, ως ηλεκτρόλυτο και καθαρούς πίνακες χαλκού επενδυμένους με γράφιτο, ως καθόδη ή αρνητικό ηλεκτρόδη.
Το υδρόξυδο χαλκού χωρίζεται σε θετικά ιόνια χαλκού (Cu+ +) και αρνητικά ιόνια συλφατού (SO4 − −). Τα θετικά ιόνια χαλκού (Cu+ +) ή κατίοντα θα κινηθούν προς τον αρνητικό ηλεκτρόδη από καθαρό χάλκο όπου θα παίρνουν ηλεκτρόνια από τον καθόδη, και θα γίνουν Cu ατόμα και θα επιβληθούν στην επιφάνεια γραφίτη του καθόδη.

Από την άλλη, το SO4 − − θα κινηθεί προς τον θετικό ηλεκτρόδη ή ανόδη, όπου θα λάβει ηλεκτρόνια από τον ανόδη και θα γίνει ριζικό SO4 αλλά, καθώς το ριζικό SO4 δεν μπορεί να υπάρξει μόνο, θα επιτεθεί στον χάλκο του ανόδη και θα δημιουργήσει CuSO4. Αυτό το CuSO4 θα διαλυθεί και θα χωριστεί στην λύση ως θετικά ιόνια χαλκού (Cu+ +) και αρνητικά ιόνια συλφατού (SO4 − −). Αυτά τα θετικά ιόνια χαλκού (Cu+ +) θα κινηθούν προς τον αρνητικό ηλεκτρόδη, όπου θα παίρνουν ηλεκτρόνια από τον καθόδη, και θα γίνουν Cu ατόμα και θα επιβληθούν στην επιφάνεια γραφίτη του καθόδη. Με αυτόν τον τρόπο, ο χάλκος του ακαθάριστου κρατάριου θα μεταφερθεί και θα επιβληθεί στην επιφάνεια γραφίτη του καθόδη.

Οι μεταλλικές ενδογενείς του ανόδη ενσωματώνονται επίσης με SO4, δημιουργώντας μεταλλικό συλφάτη και διαλύονται στην λύση ηλεκτρόλυτη. Οι ενδογενείς όπως το αργυρό και το χρυσό, τα οποία δεν επηρεάζονται από την λύση υδροξύδιου χαλκού - οξύνιου υδρογονίου, θα καταχωρηθούν ως λάσπη ανόδη. Σε κανονικά διαστήματα, ο επιβληθείς χάλκος από τον καθόδη απομακρύνεται και ο ανόδης αντικαθίσταται από ένα νέο μπλοκ κρατάριου χαλκού.
ΠΡΟΣΟΧΗ: Στη διαδικασία ηλεκτρολυτικής αποψίλωσης μετάλλων ή απλά ηλεκτροαποψίλωση, ο καθόδης επενδύεται με γράφιτο ώστε το χημικό που επιβλήθηκε να μπορεί να απομακρυνθεί εύκολα. Αυτό είναι μία από τις πολύ κοινές εφαρμογές της ηλεκτρολύσης.

Ηλεκτροπλακωτική

Η διαδικασία ηλεκτροπλακωτικής είναι θεωρητικά ίδια με την ηλεκτροαποψίλωση – μόνη διαφορά είναι ότι, αντί για καθόδη επενδυμένο με γράφιτο, θα πρέπει να τοποθετήσουμε ένα αντικείμενο στο οποίο θα πρέπει να γίνει η ηλεκτροπλακωτική. Ας πάρουμε ως παράδειγμα ένα βραστήρι κλειδιού από χάλκινο σύνθετο που θα πρέπει να πλακωτικευτεί με χάλκο μέσω ηλεκτροπλακωτικής χαλκού.

Ηλεκτροπλακωτική χαλκού

Έχουμε ήδη αναφέρει ότι το υδρόξυδο χαλκού χωρίζεται σε θετικά ιόνια χαλκού (Cu+ +) και αρνητικά ιόνια συλφατού (SO4 − −) στη λύση. Για την ηλεκτροπλακωτική χαλκού, χρησιμοποιούμε λύση υδροξύδιου χαλκού ως ηλεκτρόλυτο, καθαρό χάλκο ως ανόδη και ένα αντικείμενο (ένα βραστήρι κλειδιού) ως καθόδη. Το καθαρό ράβδο χαλκού είναι συνδεδεμένο με το θετικό τερματικό και το βραστήρι κλειδιού με το αρνητικό τερματικό μιας μπαταρίας. Ενώ αυτοί οι ράβδος και βραστήρι είναι βυθισμένοι στη λύση υδροξύδιου χαλκού, ο ράβδος χαλκού θα συμπεριφέρεται ως ανόδη και το βραστήρι ως καθόδη. Καθώς ο καθόδης ή το βραστήρι κλειδιού είναι συνδεδεμένο με το αρνητικό τερματικό της μπαταρίας, θα ελκύσει τα θετικά κατίοντα ή ιόντα Cu+ + και όταν τα ιόντα Cu+ + φτάσουν στην επιφάνεια του βραστηρίου, θα λάβουν ηλεκτρόνια από αυτό, θα γίνουν ουδέτερα ατόμα χαλκού και θα επιβληθούν στην επιφάνεια του βραστηρίου ως ομοιόμορφο στρώμα. Τα ιόντα συλφατού ή SO4 − − κινούνται προς τον ανόδη και απομονώνουν χάλκο από αυτόν στη λύση, όπω