Применения электролиза Электролитическое осаждение Электроформование Электрорефинирование

Применение электролиза

Электролитическое рафинирование металлов

Процесс электролитического рафинирования металлов используется для удаления примесей из грубых металлов. В этом процессе блок грубого металла используется в качестве анода, разбавленная соль этого металла — в качестве электролита, а пластины чистого металла — в качестве катода.

Электролитическое рафинирование меди

Для понимания процесса электролитического рафинирования металлов, рассмотрим пример электролитического рафинирования меди. Медь, извлеченная из руды, известная как пузырчатая медь, имеет чистоту 98-99%, но она может быть легко доведена до 99,95% чистоты для электрических приложений посредством процесса электрорафинирования.

В этом процессе электролиза мы используем блок непурой меди в качестве анода или положительного электрода, медный сульфат, закисленный серной кислотой, в качестве электролита и чистые медные пластины, покрытые графитом, в качестве катода или отрицательного электрода.
Медный сульфат распадается на положительный ион меди (Cu+ +) и отрицательный ион сульфата (SO4 − −). Положительный ион меди (Cu+ +) или катионы движутся к отрицательному электроду, сделанному из чистой меди, где они принимают электроны от катода, становятся атомами меди и осаждаются на графитовой поверхности катода.

С другой стороны, SO4 − − движется к положительному электроду или аноду, где он получает электроны от анода и становится радикалом SO4, но поскольку радикал SO4 не может существовать самостоятельно, он атакует медь анода и образует CuSO4. Этот CuSO4 затем растворяется и распадается в растворе на положительные ионы меди (Cu+ +) и отрицательные ионы сульфата (SO4 − −). Эти положительные ионы меди (Cu+ +) затем движутся к отрицательному электроду, где они принимают электроны от катода, становятся атомами меди и осаждаются на графитовой поверхности катода. Таким образом, медь из непурого сырья будет перенесена и осаждена на графитовой поверхности катода.

Металлические примеси анода также соединяются с SO4, образуя металлический сульфат, который растворяется в электролите. Примеси, такие как серебро и золото, которые не реагируют с раствором серной кислоты и медного сульфата, оседают как анодный шлам. Через регулярные интервалы электролитического рафинирования меди, осажденная медь снимается с катода, а анод заменяется новым блоком грубой меди.
ПРИМЕЧАНИЕ: В процессе электролитического рафинирования металлов или просто электрорафинирования, катод покрывается графитом, чтобы химические осадки можно было легко снять. Это одно из самых распространенных применений электролиза.

Гальваническое покрытие

Процесс гальванического покрытия теоретически такой же, как электрорафинирование — единственное отличие в том, что вместо катода, покрытого графитом, мы помещаем объект, на котором должно быть выполнено гальваническое покрытие. Давайте рассмотрим пример латунного ключа, который должен быть покрыт медью с помощью медного гальванического покрытия.

Медное гальваническое покрытие

Мы уже упоминали, что медный сульфат распадается на положительный ион меди (Cu+ +) и отрицательный ион сульфата (SO4 − −) в его растворе. Для медного гальванического покрытия мы используем раствор медного сульфата в качестве электролита, чистую медь в качестве анода и объект (латунный ключ) в качестве катода. Чистый медный стержень подключен к положительному терминалу, а латунный ключ — к отрицательному терминалу батареи. Когда медный стержень и ключ погружены в раствор медного сульфата, медный стержень будет вести себя как анод, а ключ — как катод. Поскольку катод или латунный ключ подключен к отрицательному терминалу батареи, он привлечет положительные катионы или ионы Cu+ +, и когда эти ионы Cu+ + достигнут поверхности латунного ключа, они получат электроны от него, станут нейтральными атомами меди и будут осаждаться на поверхности латунного ключа равномерным слоем. Ионы сульфата или SO4 − − перемещаются к аноду и извлекают медь из него в раствор, как описано в процессе электрорафинирования. Для правильного и равномерного медного покрытия объект (здесь это латунный ключ) медленно вращается в растворе.

Электроформование

Репродукция объектов путем электролитического осаждения на какой-либо форме называется электроформованием. Это еще один очень полезный пример среди многих применений электролиза. Для этого сначала нужно взять отпечаток объектов на воске или на другом материале, похожем на воск. Поверхность восковой формы, которая несет точный отпечаток объекта, покрывается графитовым порошком, чтобы сделать ее проводящей. Затем форма погружается в раствор электролита в качестве катода. В процессе электролиза металл электролита будет осаждаться на графитовое покрытие, нанесенное на поверхность формы. После получения слоя необходимой толщины изделие удаляется, и воск плавится, чтобы получить воспроизведенный объект в виде металлической оболочки. Популярное применение электроформования — это воспроизведение матриц граммофонных пластинок. Первоначальная запись выполняется на пластинке из воскового состава. Эту восковую форму затем покрывают золотым порошком, чтобы сделать ее проводящей. Затем эта форма погружается в раствор голубой витриоли в качестве катода. Раствор поддерживают насыщенным с помощью медного анода. Медное электроформование на восковой форме создает матрицу, которую используют для штамповки большого количества шеллаковых дисков.

Заявление: Уважайте оригинальные статьи, достойные внимания, если есть нарушение авторских прав, свяжитесь для удаления.