Elektrolízis alkalmazásai Elektroverzálás Elektroformálás Elektrofinomítás

Elektrolízis alkalmazásai

Fémek elektrolitikus raffinálása

A fémek elektrolitikus raffinálásának folyamata használatos a tiszta fémek kivonására a szennyeződött anyagokból. Ebben a folyamatban egy tiszta fém blokkot használnak anódaként, a fém oldatát pedig elektrolitként, míg a tiszta fémlemezeket katódaként.

Réz elektrolitikus raffinálása

A fémek elektrolitikus raffinálásának folyamatának megértéséhez bemutatunk egy példát a réz elektrolitikus raffinálásáról. A réz, amelyet a bányászatból nyertünk, és amit "hullámzó réznak" hívnak, 98-99%-os tisztaságú, de az elektroreffinálás segítségével könnyen 99,95%-os tisztaságúvá tehető elektrikai alkalmazásokhoz.

Ebben a folyamatban a elektrolízisben egy tiszta rézblokkot használunk anódaként vagy pozitív elektrodaként, rézsavas rézoldatot elektrolitként, és tiszta rézlemezeket grafittal bevonva, katódaként vagy negatív elektrodaként. A rézsavas réz oldódik pozitív rézion (Cu+ +) és negatív szulfátion (SO4 − −). A pozitív rézion (Cu+ +) vagy kationok mozognak a negatív elektrodához, ahol elektronokat vesznek át a katódól, és Cu atomokká változnak, majd leereszkednek a katód grafittal bevonult felületére.

Másrészről, az SO4 − − mozog a pozitív elektrodához vagy anódához, ahol elektronokat vesznek át az anódól, és szulfát radikálként (SO4) létrejön, de mivel a szulfát radikál (SO4) nem tud önállóan létezni, támadja az anódán lévő rézt, és rézsavas rézet (CuSO4) képezi. Ez a CuSO4 ezután oldódik és szétválik a megoldóban pozitív rézion (Cu+ +) és negatív szulfátion (SO4 − −) formájában. Ezek a pozitív rézion (Cu+ +) ekkor mozognak a negatív elektrodához, ahol elektronokat vesznek át a katódól, és Cu atomokká változnak, majd leereszkednek a katód grafittal bevonult felületére. Így a tiszta réz átkerül és leereszkedik a katód grafittal bevonult felületére.

Az anódán lévő fémes vegyületek is egyesülnek az SO4-vel, fémes szulfáttá alakulnak, és oldódnak az elektrolit megoldóban. Az olyan szennyeződők, mint ezüst és arany, amelyek nem érintkeznek a szulfassavas rézoldattal, leereszkednek az anódaszennyel vagy -mudjával. Rendszeresen, a réz elektrolitikus raffinálása során, a leereszkedett rézt levágják a katódóról, és a használt anódát cseréljük új, szennyeződött rézblokkra.
Megjegyzés: Az elektrolitikus raffinálás folyamatában a katód grafittal van bevonva, hogy a leereszkedett anyag könnyen levithető legyen. Ez az elektrolízis egyik gyakori alkalmazása.

Elektroplakálás

Az elektroplakálás folyamata elméletileg ugyanaz, mint az elektroreffinálás – csak annyi a különbség, hogy a grafittal bevonult katód helyett egy objektumot kell elhelyeznünk, amire elektroplakálást kell végezni. Nézzünk egy példát egy bronz kulcsra, amit rézbe akarunk elektroplakálni réz elektroplakálással.

Réz elektroplakálás

Már korábban említettük, hogy a rézsavas réz pozitív rézion (Cu+ +) és negatív szulfátion (SO4 − −) formájában oldódik. A réz elektroplakálásához rézsavas rézoldatot használunk elektrolitként, tiszta rézlemezt anódaként, és egy objektumot (bronz kulcsot) katódaként. A tiszta rézlemez a bateriának a pozitív termináljához, a bronz kulcs pedig a negatív termináljához van csatlakoztatva. Amikor ezek a rézlemez és a kulcs benne vannak a rézsavas rézoldatban, a rézlemez viselkedik anódaként, a kulcs pedig katódaként. Mivel a katód vagy a bronz kulcs a bateriának a negatív termináljához van csatlakoztatva, vonzza a pozitív kationokat vagy Cu+ + ionokat, és amikor a Cu+ + ionok elérnek a bronz kulcs felületére, elektronokat vesznek át tőle, neutrális rézatomokká válnak, és egyenletes réteggel leereszkednek a bronz kulcs felületére. A szulfát vagy SO4 − − ionok a pozitív elektrodához, az anódához mozdulnak, és rézt vesznek belőle a megoldóba, ahogy az elektroreffinálás folyamatában említettük. A réz plakálás megfelelő és egyenletes elvégzéséhez az objektum (itt a bronz kulcs) lassan forgatódik a megoldóban.

Elektroformálás

Az objektumok elektromos leereszkedés segítségével való reprodukálása valamilyen formában ismert elektroformálásnak. Ez az elektrolízis sok alkalmazása közül egy másik nagyon hasznos példa. Ehhez először a tárgyak nyomát kell készíteni a vonalban vagy egy hasonló anyagban. A vonal felülete, amely a tárgy pontos nyomatékát viseli, grafittal van bevonva, hogy vezetővé váljon. Ezután a forma behúzódik az elektrolit megoldóba, mint katód. Az elektrolízis folyamat során az elektrolit fém leereszkedik a grafittal bevonult nyomott felületre. A kívánt vastagságú réteg elérése után a tárgyat eltávolítják, és a vonalat megszoltyogtatják, hogy metálhenger formában reprodukálják a tárgyat. Az elektroformálás népszerű alkalmazása a grammofonlemez mátrixainak reprodukálása. Az eredeti felvételt egy waxeszkomposíciójú lemezre végezik. Ez a vonal bevonva arany porral, hogy vezetővé váljon. Ezután a forma behúzódik a kék vitriol elektrolitbe, mint katód. A megoldó tartós marad a réz anódával. A réz elektroformálása a vonalon master lemezt hoz létre, amit használnak a shellac lemezek nagy mennyiségű nyomtatására.

Kijelentés: Tiszteletben tartsuk az eredeti, jó cikkek megosztásra méltók, ha sértés esetén forduljanak a törléshez.