Күміс сульфат электролитінің электролизі принципі

Электролиз

Электролиз - бұл электр химиялық процесс, оның арқылы ағыс иондық шешімде (электролитте) бір электродтан екінші электродқа өтеді. Бұл процессте теріс зарядты иондар немесе катиондар теріс электродға (катодға) және теріс зарядты иондар немесе аниондар оң электродға (анодға) қарай жылжып отырады.

Электролиз принципін түсіну үшін, алдымен бізге электролит не екенін немесе электролит ұғымын білу керек.

Электролит ұғымы

Электролит - бұл атомдары өзара іондық байланыстар арқылы күшті біріктіген химиялық зат. Бірақ, оны суға айналдырғанда, молекулалары оң және теріс зарядты иондарға бөлінеді. Оң зарядты иондар катиондар, ал теріс зарядты иондар аниондар деп аталады. Катиондар мен аниондар шешімде сыймыстық жылжалады.

Электролиз принципі

Іондық байланыста, бір атом өзінің валентті электрондарын жоюы мен басқа атом электрондарды қабылдайды. Нәтижесінде, бір атом оң зарядты ион болып, басқа атом теріс зарядты ион болып қалады. Зарядтары қарама-қарсы болғандықтан, олар бір-бірін ұстап, іондық байланыс пайда болады. Іондық байланыста, иондар арасындағы күш - Кулон күші, ол медианың диэлектрикалық құрылымына кері пропорционал. Судың өнімдігі 20°С температурасында 80. Сондықтан, қандай да іондық байланысқа ие болған химиялық зат суда айналдырғанда, иондар арасындагы байланыс күші әлдеқайда азайып, молекулалары катиондар мен аниондарға бөлініп, шешімде сыймыстық жылжалады.

Енді біз екі металл палочканы шешімге түсіріп, олардың арасына электр потенциал айырмашылығын батарейа арқылы қоюмыз керек.

Бұл айналып тұрған палочкалар техникалық тұрғыдан электродтар деп аталады. Батарейаның теріс контактпен байланысқан электрод катод, ал оң контактпен байланысқан электрод - анод деп аталады. Сыймыстық жылжып отырған оң зарядты катиондар катодқа, ал теріс зарядты аниондар анодқа тартылады. Катодта, оң зарядты катиондар теріс катодтан электрондарды қабылдайды, ал анодта, теріс зарядты аниондар оң анодға электрондарды береді. Электролиз үшін, катодта және анодта электрондарды қабылдау және беру процесі үнемі өтуі керек. Бұл айналу процесі, батарейа, электролиз және электродтар арқылы жасалған үшбұрыштық контурда ағыс өтуін білдіреді. Бұл - электролизтің негізгі принципі.

Мыс сульфатының электролизі

Мыс сульфаты (CuSO4) судың ішіне қойылғанда, ол суда айналысады. CuSO4 - электролит, ол Cu+ + (катион) және SO4 − − (анион) иондарына бөлініп, шешімде сыймыстық жылжалады.

Енді біз екі мыс электродын шешімге түсіреміз.

Cu+ + иондары (катиондар) катодға, яғни батарейаның теріс контактпен байланысқан электродына қарай жылжып отырады. Катодқа жеткенде, әрбір Cu+ + ионы теріс катодтан электрондарды қабылдап, электрден бос мыс атомына айналады.

Соғысқа, SO4 − − (анион) иондары анодға, яғни батарейаның оң контактпен байланысқан электродына қарай жылжып отырады. SO4 − − иондары анодқа жеткенде, олар екі электронды беріп, SO4 радикалға айналады.

Бірақ, SO4 радикал электрден бос қалуы мүмкін емес, ол мыс анодына қолданып, мыс сульфатын қалыптасады.

Бұл процесте, электрондарды қабылдап, электрден бос мыс атомдары катодқа жіберіледі. Ал SO4 мыс анодымен реакцияға қатысып, CuSO