کاربردهای الکترولیز پوشش‌دهی الکترولیتی شکل‌دهی الکترولیتی تصفیه الکترولیتی

کاربردهای الکترولیز

الکترولیز تصفیه فلزات

فرآیند الکترولیز تصفیه فلزات برای استخراج آلودگی‌ها از فلزات خام استفاده می‌شود. در این فرآیند، یک بلوک از فلز خام به عنوان آنود، محلول کم غلظتی از آن فلز به عنوان الکترولیت و صفحات از آن فلز خالص به عنوان کاتود استفاده می‌شود.

الکترولیز تصفیه مس

برای درک فرآیند الکترولیز تصفیه فلزات، مثالی از الکترولیز تصفیه مس را بررسی می‌کنیم. مسی که از سنگ معدن آن استخراج شده (مس پوسته‌دار) ۹۸ تا ۹۹ درصد خالص است، اما با استفاده از فرآیند الکتروتقطیر به راحتی می‌تواند به ۹۹.۹۵ درصد خالص برای کاربردهای الکتریکی رسید.

در این فرآیند الکترولیز، ما از یک بلوک مس ناخالص به عنوان آنود یا الکترود مثبت، سولفات مس اسیدی شده با اسید سولفوریک به عنوان الکترولیت و صفحات مس خالص پوشیده شده با گرافیت به عنوان کاتود یا الکترود منفی استفاده می‌کنیم.
سولفات مس به یون‌های مس مثبت (Cu+ +) و یون‌های سولفات منفی (SO4 − −) تقسیم می‌شود. یون‌های مس مثبت (Cu+ +) یا کاتیون‌ها به سمت الکترود منفی مس خالص حرکت می‌کنند که الکترون‌ها را از کاتود دریافت می‌کنند و به اتم مس تبدیل می‌شوند و روی سطح گرافیت کاتود توده‌پذیر می‌شوند.

از طرف دیگر، SO4 − − به سمت الکترود مثبت یا آنود حرکت می‌کند که الکترون‌ها را از آنود دریافت می‌کند و به رادیکال SO4 تبدیل می‌شود اما چون رادیکال SO4 نمی‌تواند جداگانه وجود داشته باشد، به مس آنود حمله می‌کند و CuSO4 تشکیل می‌دهد. این CuSO4 سپس حل می‌شود و در محلول به یون‌های مس مثبت (Cu+ +) و یون‌های سولفات منفی (SO4 − −) تقسیم می‌شود. این یون‌های مس مثبت (Cu+ +) سپس به سمت الکترود منفی حرکت می‌کنند که الکترون‌ها را از کاتود دریافت می‌کنند و به اتم‌های مس تبدیل می‌شوند و روی سطح گرافیت کاتود توده‌پذیر می‌شوند. به این ترتیب، مس موجود در فلز خام ناخالص به سطح گرافیت کاتود منتقل و توده‌پذیر می‌شود.

آلودگی‌های فلزی آنود نیز با SO4 ترکیب می‌شوند و سولفات فلزی تشکیل می‌دهند و در محلول الکترولیت حل می‌شوند. آلودگی‌هایی مانند نقره و طلا که توسط محلول سولفوریک-سولفات مس تأثیر نمی‌پذیرند، به عنوان لجن یا رسوب آنود جمع می‌شوند. در فواصل منظم الکترولیز تصفیه مس، مس توده‌پذیر شده از کاتود جدا می‌شود و آنود و کاتود با یک بلوک جدید از مس خام جایگزین می‌شوند.
توجه: در فرآیند الکترولیز تصفیه فلزات یا به سادگی الکتروتقطیر، کاتود با گرافیت پوشانده می‌شود تا مواد شیمیایی توده‌پذیر شده به راحتی جدا شوند. این یکی از کاربردهای بسیار رایج الکترولیز است.

پوشش‌دهی الکتریکی

فرآیند پوشش‌دهی الکتریکی از نظر نظری مشابه الکتروتقطیر است - تنها تفاوت این است که به جای کاتود پوشیده شده با گرافیت، یک شیء را قرار می‌دهیم که پوشش‌دهی الکتریکی باید روی آن انجام شود. به عنوان مثال، کلید برنجی که باید با پوشش‌دهی الکتریکی مس پوشش داده شود.

پوشش‌دهی الکتریکی مس

همچنان که قبلاً ذکر شد، سولفات مس به یون‌های مس مثبت (Cu+ +) و یون‌های سولفات منفی (SO4 − −) در محلول خود تقسیم می‌شود. برای پوشش‌دهی الکتریکی مس، ما از محلول سولفات مس به عنوان الکترولیت، مس خالص به عنوان آنود و یک شیء (کلید برنجی) به عنوان کاتود استفاده می‌کنیم. میله مس خالص با ترمینال مثبت و کلید برنجی با ترمینال منفی یک باتری متصل می‌شوند. هنگامی که این میله مس و کلید در محلول سولفات مس غوطه‌ور می‌شوند، میله مس به عنوان آنود و کلید به عنوان کاتود عمل می‌کند. چون کاتود یا کلید با ترمینال منفی باتری متصل است، یون‌های مثبت یا Cu+ + را جذب می‌کند و وقتی یون‌های Cu+ + به سطح کلید برنجی می‌رسند، الکترون‌ها را از آن دریافت می‌کنند، به اتم مس خنثی تبدیل می‌شوند و به صورت لایه یکنواخت روی سطح کلید برنجی توده‌پذیر می‌شوند. یون‌های سولفات یا SO4 − − به سمت آنود حرکت می‌کنند و مس را از آن دریافت می‌کنند و در محلول به صورت CuSO4 حل می‌کنند. برای پوشش‌دهی مس صحیح و یکنواخت، شیء (در اینجا کلید برنجی) به آرامی در محلول چرخانده می‌شود.

الکتروفرمینگ

تکثیر اشیاء با استفاده از توده‌پذیری الکتریکی روی نوعی قالب معروف به الکتروفرمینگ است. این یکی دیگر از کاربردهای بسیار مفید الکترولیز است. برای این کار، ابتدا باید ضربه اشیاء را روی شمع یا ماده‌ای مشابه شمع گرفت. سطح قالب شمع که ضربه دقیق شیء را دارد، با پودر گرافیت پوشانده می‌شود تا هدایت‌پذیر شود. سپس قالب در محلول الکترولیت به عنوان کاتود غوطه‌ور می‌شود. در طی فرآیند الکترولیز، فلز الکترولیت روی سطح گرافیت‌پوش ضربه‌دار قالب توده‌پذیر می‌شود. پس از به دست آوردن لایه‌ای با ضخامت مورد نظر، شیء جدا می‌شود و شمع ذوب می‌شود تا شیء تکثیر شده به صورت پوسته فلزی به دست آید. یکی از کاربردهای رایج الکتروفرمینگ تکثیر صفحات گرامافون است. ضبط اصلی روی صفحه‌ای از ترکیب شمعی انجام می‌شود. این قالب شمعی سپس با پودر طلا پوشانده می‌شود تا هدایت‌پذیر شود. سپس این قالب در محلول الکترولیت سولفات مس به عنوان کاتود غوطه‌ور می‌شود. محلول با استفاده از آنود مسی اشباع می‌شود. الکتروفرمینگ مس روی قالب شمعی صفحه اصلی را تولید می‌کند که برای چاپ تعداد زیادی از صفحات شلک استفاده می‌شود.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.