Zastosowania elektrolizy Elektroplakowanie Elektroformowanie Elektroodraszczanie

Zastosowania elektrolizy

Elektrolityczne oczyszczanie metali

Proces elektrolitycznego oczyszczania metali służy do usuwania zanieczyszczeń z surowych metali. W tym procesie blok surowego metalu jest używany jako anoda, rozcieńczona sól tego metalu jako elektrolit, a płytki czystego metalu jako katoda.

Elektrolityczne oczyszczanie miedzi

Aby zrozumieć proces elektrolitycznego oczyszczania metali, omówimy przykład elektrolitycznego oczyszczania miedzi. Miedź wydobyta z rudy, znana jako blister copper, ma 98 do 99% czystości, ale można ją łatwo przetworzyć na 99,95% czystą dla zastosowań elektrycznych za pomocą procesu elektroodczyszczania.

W tym procesie elektrolizy używamy bloku nieczystej miedzi jako anody lub dodatniego elektroda, siarczanu miedzi zakwaszonego kwasem siarkowym jako elektrolitu i płyt czystej miedzi pokrytych grafitem jako katody lub ujemnego elektroda.
Siarczan miedzi rozdziela się na dodatni jon miedzi (Cu+ +) i ujemny jon siarczanowy (SO4 − −). Dodatni jon miedzi (Cu+ +) lub kationy poruszają się w kierunku ujemnego elektroda wykonanego z czystej miedzi, gdzie pobiera elektrony od katody, staje się atomen miedzi i osadza się na powierzchni katody pokrytej grafitem.

Z drugiej strony, SO4 − − porusza się w kierunku dodatniego elektroda lub anody, gdzie otrzymuje elektrony od anody i staje się radykałem SO4, ale ponieważ radykał SO4 nie może istnieć samodzielnie, atakuje miedź anody i tworzy CuSO4. Ten CuSO4 następnie rozpuszcza się i rozdziela w roztworze na dodatni jon miedzi (Cu+ +) i ujemny jon siarczanowy (SO4 − −). Te dodatnie jony miedzi (Cu+ +) poruszają się następnie w kierunku ujemnego elektroda, gdzie pobierają elektrony od katody, stają się atomami miedzi i osadzają się na powierzchni katody pokrytej grafitem. W ten sposób, miedź z nieczystego surowca zostanie przeniesiona i osadzona na powierzchni katody pokrytej grafitem.

Metaliczne zanieczyszczenia anody są również połączone z SO4, tworząc siarczan metali i rozpuszczając się w elektrolicie. Zanieczyszczenia takie jak srebro i złoto, które nie są dotknięte przez kwas siarkowy i siarczan miedzi, osadzają się jako osad anody. W regularnych odstępach czasu, podczas elektrolitycznego oczyszczania miedzi, osadzona miedź jest odcinana od katody, a anoda jest wymieniana na nowy blok surowej miedzi.
Uwaga: W procesie elektrolitycznego oczyszczania metali lub po prostu elektrooczyszczania, katoda jest pokryta grafitem, aby chemiczny osad mógł być łatwo usunięty. Jest to jedno z bardzo powszechnych zastosowań elektrolizy.

Elektrolityczna pokrywanie metalem

Proces elektrolitycznego pokrywania metalem teoretycznie jest taki sam jak elektrooczyszczanie – jedyna różnica polega na tym, że zamiast katody pokrytej grafitem umieszczamy obiekt, na którym ma zostać wykonane elektrolityczne pokrywanie metalem. Rozważmy przykład klucza mosiężnego, który ma być pokryty miedzią za pomocą elektrolitycznego pokrywania miedzią.

Elektrolityczne pokrywanie miedzią

Już stwierdziliśmy, że siarczan miedzi rozdziela się na dodatni jon miedzi (Cu+ +) i ujemny jon siarczanowy (SO4 − −) w swoim roztworze. Dla elektrolitycznego pokrywania miedzią, używamy roztworu siarczanu miedzi jako elektrolitu, czystej miedzi jako anody i obiektu (klucza mosiężnego) jako katody. Czysty pręt miedzi jest podłączony do dodatniego bieguna, a klucz mosiężny do ujemnego bieguna baterii. Gdy pręt miedzi i klucz są zanurzone w roztworze siarczanu miedzi, pręt miedzi zachowuje się jako anoda, a klucz jako katoda. Ponieważ katoda lub klucz mosiężny jest podłączony do ujemnego bieguna baterii, przyciąga on dodatnie kationy lub jony Cu+ +, a gdy jony Cu+ + docierają do powierzchni klucza mosiężnego, pobierają elektrony z niego, stają się neutralnymi atomami miedzi i są gotowe do osadzenia na powierzchni klucza jako jednolite warstwy. Jony siarczanowe lub SO4 − − poruszają się do anody i wydobywają miedź z niej do roztworu, jak opisano w procesie elektrooczyszczania. Aby uzyskać odpowiednie i jednolite pokrycie miedzi, obiekt (tu klucz mosiężny) jest powoli obracany w roztworze.

Elektroformowanie

Reprodukcja obiektów poprzez elektrolityczne osadzanie na rodzaju formy nazywana jest elektroformowaniem. To jest kolejne bardzo przydatne zastosowanie wśród wielu zastosowań elektrolizy. Najpierw musimy zrobić woskową formę obiektu lub formę z materiału podobnego do wosku. Powierzchnia formy woskowej, która nosi dokładne odbicie obiektu, jest pokrywana proszkiem grafitem, aby uczynić ją przewodzącą. Następnie forma jest zanurzana w elektrolicie jako katoda. Podczas procesu elektrolizy, metal elektrolitu będzie osadzany na powierzchni formy pokrytej grafitem. Po uzyskaniu warstwy o żądanej grubości, przedmiot jest usuwany, a wosk topiony, aby otrzymać reprodukowany obiekt w postaci metalowej skorupy. Popularnym zastosowaniem elektroformowania jest reprodukcja matryc gramofonowych. Oryginalna nagranie jest wykonane na płycie z kompozycji woskowej. Ta forma woskowa jest następnie pokrywana proszkiem złota, aby uczynić ją przewodzącą. Następnie ta forma jest zanurzana w elektrolicie siarczanu miedzi jako katoda. Roztwór jest utrzymywany w nasyceniu za pomocą anody z miedzi. Elektroformowanie miedzi na formie woskowej produkuje matrycę, która jest używana do tłoczenia dużej liczby płyt szelakowych.

Oświadczenie: Szanuj oryginał, dobre artykuły są warte udostępniania, w przypadku naruszenia praw autorskich prosimy o kontakt w celu usunięcia.