Applicazioni dell'elettrolisi Elettroplaccatura Elettroformatura Elettroaffinazione

Applicazioni dell'Elettrolisi

Raffinazione elettrolitica dei metalli

Il processo di raffinazione elettrolitica dei metalli viene utilizzato per estrarre impurità dai metalli grezzi. In questo processo, un blocco di metallo grezzo viene utilizzato come anodo, una soluzione diluita di sale di quel metallo come elettrolita e lastre di quel metallo puro come catodo.

Raffinazione elettrolitica del rame

Per comprendere il processo di raffinazione elettrolitica dei metalli, discuteremo un esempio di raffinazione elettrolitica del rame. Il rame estratto dal minerale, noto come rame in bulloni, è puro al 98-99%, ma può essere facilmente portato alla purezza del 99,95% per applicazioni elettriche attraverso il processo di elettrolisi.

In questo processo di elettrolisi, utilizziamo un blocco di rame impuro come anodo o elettrodo positivo, solfato di rame acidificato con acido solforico, come elettrolita e lastre di rame puro rivestite di grafite, come catodo o elettrodo negativo.
Il solfato di rame si divide in ioni di rame positivi (Cu+ +) e ioni di solfato negativi (SO4 − −). Gli ioni di rame positivi (Cu+ +) o cationi si muoveranno verso l'elettrodo negativo fatto di rame puro, dove prenderanno elettroni dal catodo, diventando atomi di Cu e depositandosi sulla superficie di grafite del catodo.

D'altra parte, gli ioni SO4 − − si muoveranno verso l'elettrodo positivo o anodo, dove riceveranno elettroni dall'anodo e diventeranno radicali SO4, ma poiché i radicali SO4 non possono esistere da soli, attaccheranno il rame dell'anodo e formeranno CuSO4. Questo CuSO4 si dissolverà e si dividerà nella soluzione in ioni di rame positivi (Cu+ +) e ioni di solfato negativi (SO4 − −). Questi ioni di rame positivi (Cu+ +) si muoveranno poi verso l'elettrodo negativo, dove prenderanno elettroni dal catodo, diventando atomi di Cu e depositandosi sulla superficie di grafite del catodo. In questo modo, il rame del crude impuro verrà trasferito e depositato sulla superficie di grafite del catodo.

Le impurità metalliche dell'anodo si fonderanno anche con SO4, formando solfati metallici e sciogliendosi nella soluzione elettrolitica. Le impurità come argento e oro, che non sono affette dalla soluzione di acido solforico-solfato di rame, si depositeranno come fanghiglia dell'anodo. A intervalli regolari durante la raffinazione elettrolitica del rame, il rame depositato viene staccato dal catodo e l'anodo & viene sostituito da un nuovo blocco di rame grezzo.
NB :- Nel processo di raffinazione elettrolitica dei metalli o semplicemente elettro-raffinazione, il catodo è rivestito di grafite in modo che il deposito chimico possa essere facilmente staccato. Questo è uno degli usi più comuni dell'elettrolisi.

Elettroplaccatura

Il processo di elettroplaccatura è teoricamente lo stesso della raffinazione elettrolitica - l'unica differenza è che, al posto del catodo rivestito di grafite, dobbiamo posizionare un oggetto su cui deve essere effettuata l'elettroplaccatura. Prendiamo ad esempio una chiave in ottone che deve essere placcata di rame utilizzando l'elettroplaccatura del rame.

Elettroplaccatura del rame

Abbiamo già detto che il solfato di rame si divide in ioni di rame positivi (Cu+ +) e ioni di solfato negativi (SO4 − −) nella sua soluzione. Per l'elettroplaccatura del rame, utilizziamo una soluzione di solfato di rame come elettrolita, rame puro come anodo e un oggetto (una chiave in ottone) come catodo. La barra di rame puro è collegata con il terminale positivo e la chiave in ottone è collegata con il terminale negativo di una batteria. Mentre queste barra di rame e chiave sono immerse nella soluzione di solfato di rame, la barra di rame si comporterà come anodo e la chiave come catodo. Poiché il catodo o la chiave in ottone è collegato con il terminale negativo della batteria, attraerà i cationi positivi o ioni Cu+ + e quando questi ioni Cu+ + raggiungono la superficie della chiave in ottone, riceveranno elettroni da essa, diventando atomi di rame neutri e vengono depositati sulla superficie della chiave in ottone come strato uniforme. Gli ioni di solfato o SO4 − − si muovono verso l'anodo ed estraggono il rame da esso nella soluzione, come menzionato nel processo di elettro-rifinazione. Per una placcatura di rame corretta e uniforme, l'oggetto (qui è una chiave in ottone) viene ruotato lentamente nella soluzione.

Elettroformatura

La riproduzione di oggetti mediante deposito elettrolitico su qualche tipo di stampo è nota come elettroformatura. Questo è un altro esempio molto utile tra le molte applicazioni dell'elettrolisi. Per questo, prima dobbiamo prendere l'impronta degli oggetti su cera o su altri materiali simili alla cera. La superficie dello stampo di cera che porta l'impronta esatta dell'oggetto, viene ricoperta con polvere di grafite per renderla conduttiva. Quindi lo stampo viene immerso nella soluzione elettrolitica come catodo. Durante il processo di elettrolisi, il metallo elettrolitico si deporrà sulla superficie impressionata e ricoperta di grafite dello stampo. Dopo aver ottenuto uno strato della spessore desiderato, l'articolo viene rimosso e la cera viene fusa per ottenere l'oggetto riprodotto sotto forma di guscio metallico. Un uso popolare dell'elettroformatura è la riproduzione di dadi di grammofono. La registrazione originale viene effettuata su un disco di composizione di cera. Questo stampo di cera viene poi ricoperto con polvere d'oro per renderlo conduttivo. Quindi questo stampo viene immerso in un elettrolita di vitriolo blu come catodo. La soluzione viene mantenuta saturata utilizzando un anodo di rame. L'elettroformatura di rame sullo stampo di cera produce una placca master che viene utilizzata per stampare un gran numero di dischi in selci.

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