Tillämpningar av elektrolys Elektroplättering Elektroformering Elektrorensning

Tillämpningar av elektrolys

Elektrolytisk raffinering av metaller

Processen för elektrolytisk raffinering av metaller används för att extrahera orenheter från råa metaller. I denna process används en block av rå metall som anod, en uttunnad saltlösning av den metallen som elektrolyt och plattor av den rena metallen som katod.

Elektrolytisk raffinering av koppar

För att förstå processen för elektrolytisk raffinering av metaller, kommer vi att diskutera ett exempel på elektrolytisk raffinering av koppar. Koppar som extraheras från sin malm, känd som bläckkoppar, är 98 till 99 % rent, men det kan enkelt göras upp till 99,95 % rent för elektriska tillämpningar genom processen för elektrolytisk raffinering.

I denna process av elektrolys använder vi en block av otäckt koppar som anod eller positiv elektrod, kupfersvavelsyra försurrad med svavelsyra, som elektrolyt och rena kopparplattor belagda med kol, som katod eller negativ elektrod.
Kupfersvavelsyran delar sig i positiva kopparioner (Cu+ +) och negativa svaveljoner (SO4 − −). De positiva kopparionerna (Cu+ +) eller katjoner kommer att röra sig mot den negativa elektroden gjord av rent koppar där de tar elektroner från katoden, blir Cu-atomer och deponeras på grafitytan av katoden.

Å andra sidan kommer SO4 − − att röra sig mot den positiva elektroden eller anoden där den kommer att ta emot elektroner från anoden och bli radikal SO4 men eftersom radikal SO4 inte kan existera ensam, kommer den att attackera koppar i anoden och formera CuSO4. Detta CuSO4 kommer sedan att lösa sig och dela sig i lösningen som positiva kopparioner (Cu+ +) och negativa svaveljoner (SO4 − −). Dessa positiva kopparioner (Cu+ +) kommer sedan att röra sig mot den negativa elektroden där de tar elektroner från katoden, blir Cu-atomer och deponeras på grafitytan av katoden. På detta sätt överförs koppar från den orena råmetallen och deponeras på grafitytan av katoden.

De metalliska orenheterna i anoden förenas också med SO4, bildar metalliska sulfater och löser sig i elektrolytlösningen. Orenheter som silver och guld, som inte påverkas av svavelsyrakupfersvavelsyralösning, kommer att falla ned som anodslam eller -mud. Med regelbunden intervall under elektrolytisk raffinering av koppar, tas det deponerade koppar bort från katoden och anoden ersätts av ett nytt block av rått koppar.
NB :- I processen för elektrolytisk raffinering av metaller eller helt enkelt elektrolytisk raffinering, är katoden belagd med kol för att det kemiska deponerade lätt ska kunna tas bort. Detta är en av de mycket vanliga tillämpningarna av elektrolys.

Elektroplätering

Processen för elektroplätering är teoretiskt samma som elektrolytisk raffinering – endast skillnaden är att, istället för en grafittbelagd katod måste vi placera ett objekt på vilket elektropläteringen ska utföras. Låt oss ta ett exempel på en mässingsnyckel som ska kopparpläteras genom kopparelektroplätering.

Kopparelektroplätering

Vi har redan nämnt att kupfersvavelsyra delar sig i positiva kopparioner (Cu+ +) och negativa svaveljoner (SO4 − −) i dess lösning. För kopparelektroplätering använder vi kupfersvavelsyralösning som elektrolyt, rent koppar som anod och ett objekt (en mässingsnyckel) som katod. Den rena kopparstaven är ansluten till den positiva terminalen och mässingsnyckeln är ansluten till den negativa terminalen av en batteri. När dessa kopparstav och nyckel är neddypta i kupfersvavelsyrans lösning, kommer kopparstaven att bete sig som anod och nyckeln som katod. Eftersom katoden eller mässingsnyckeln är ansluten till den negativa terminalen av batteriet, kommer den att locka de positiva katjonerna eller Cu+ +-ionerna och när Cu+ +-ionerna når ytan av mässingsnyckeln, kommer de att ta emot elektroner från den, bli neutrala kopparatomer och deponeras på ytan av mässingsnyckeln som en jämn lager. Svaveljonerna eller SO4 − − rör sig till anoden och extraherar koppar från den till lösningen som nämndes i processen för elektrolytisk raffinering. För korrekt och jämn kopparplätering roteras objektet (här är det en mässingsnyckel) långsamt i lösningen.

Elektroformning

Reproduktion av objekt genom elektrodeposition på någon sorts form kallas elektroformning. Detta är ett annat mycket användbart exempel bland många tillämpningar av elektrolys. För detta måste vi först ta impre