Cad é leictrealú? Anóid agus catóid. Próiseas fisiceimiceach

Ar feadh i bhfad níorbh fhéidir go leor substaintí íon a fháil i bhfoirm saor in aisce. Den sórt sin, mar shampla, mar a leanas:

• Miotail;
• Alcailí;
• Clóirín;
• Hidrigin;
• Sárocsaíd hidrigine;
• Chlororgánacha agus daoine eile.

Fuarthas iad le cion mór eisíontais nach bhféadfaí iad a dhiúscairt, nó gan a bheith sintéiseithe idir. Ach tá na naisc an-tábhachtach le húsáid sa tionscal agus sa saol laethúil. Ach nuair a fuair sé amach próiseas den sórt sin mar leictrealú, réitíodh tasc ollmhór. Sa lá atá inniu, déantar é a úsáid, ní hamháin le haghaidh sintéis, ach freisin i gcás go leor próisis eile.

Cad é leictrealú? De réir mar a tharlaíonn sé, as a bhfuil céimeanna déanta, cad é an buntáiste is mó a bhaineann leis an modh seo, déanaimid iarracht tuiscint a fháil ar chúrsa an ailt.

Cad é leictrealú?

Chun an cheist seo a fhreagairt, ba cheart go dtiocfadh duine ar dtús go dtéarmaíocht agus a thuiscint roinnt coincheapa bunúsacha fisiciceimiceacha.

1. Is sreabhadh dírithe leictreon a thagann as aon fhoinse leictreachais ar an láthair díreach.
2. Is substaint é leictreolít a bhfuil a réiteach in ann reatha leictreacha a dhéanamh.
3. Leictreoidí - pláta na n-ábhar áirithe, idirnasctha, a théann leictreachas trí féin (anóid agus catóid).
4. Is próiseas é imoibriú laghdaithe ocsaídiúcháin ina n-athraíonn céime ocsaídiúcháin na rannpháirtithe. Is é sin, tá roinnt ions ocsaídithe agus luach an ocsaídiúcháin a mhéadú, agus laghdaítear daoine eile, ar a mhalairt, agus í a ísliú.

Tar éis na téarmaí seo a mhíniú, is féidir le duine an cheist a fhreagairt maidir le hól a bhfuil leictrealú. Is éard atá sa phróiseas laghdaithe ocsaídiúcháin ná sreang díreach a rith tríd an réiteach leictrilít agus ag críochnú le scaoileadh táirgí éagsúla ar na leictreoidí.

Ní áirítear ach roinnt comhpháirteanna sa shuiteáil is simplí, ar féidir a dtugtar ceall leictrealaíoch orthu:

• Dhá spéaclaí leictrilít;
• Foinse reatha;
• Dhá leictreoid ceangailte lena chéile.

Sa tionscal, úsáideann sé dearaí uathoibríocha i bhfad níos sofaisticiúla a fhágann go bhféadfadh sé méid mór táirgí a tháirgeadh - umair leictrealú.

Tá an próiseas leictrealú sách casta, géilleann sé roinnt dlíthe teoiriciúil agus fáltais de réir nósanna imeachta agus rialacha bunaithe. Chun a toradh a thuar i gceart, is gá tuiscint go soiléir a dhéanamh ar na patrúin agus na hionathruithe féideartha ar fad.

Bunús teoiriciúil an phróisis

Is iad dlíthe Michael Faraday, an fisiceoir cáiliúil eolaí, na príomhcheangailí is tábhachtaí ar a ndéantar a thomhaltú, ar a dtugtar a chuid oibre i réimse an staid reatha leictreachais agus na próisis uile a ghabhann leis.

San iomlán, tá dhá chineál den sórt sin ann, a bhfuil cur síos ar gach ceann acu ar bhunús na bpróiseas a tharlaíonn le linn leictrealaithe.

An Chéad Dlí

An chéad dlí de Faraday, is é an fhoirmle ar a bhfuil scríofa mar m = Ki * Δt, mar seo a leanas.

Tá mais na substainte a scaoiltear ag an leictreoid comhréireach go díreach leis an leictreachas a ritheadh tríd an electrolyte.

Is féidir é a fheiceáil ón bhfoirmle gur m é an tsubstaint, is é mé an neart atá ann faoi láthair, agus Δt an t-am a rithíodh é. Tá luach k ann freisin, ar a dtugtar coibhéis electroceimiceach an chumaisc. Braitheann an luach seo ar nádúr an chomhdhúil féin. Go huathoibríoch tá k comhionann le mais na substainte a scaoiltear ar an leictreoid nuair a théann aonad amháin de tháille leictreachais tríd an leictrealait.

An dara riail maidir le leictreálú

Is é an dara dlí Faraday, a bhfuil an fhoirmle m = M * I * Δt / n * F, mar a leanas. Tá an coibhéis leictreamaiceimiceach atá ag cumaisc (k) comhréireach go díreach lena mais mhólach agus go comhréireach in éadan le linn na substainte.

Is é an fhoirmle thuas ná toradh díorthaithe ó na cinn comhcheangailte go léir. Léiríonn sé bunús an dara dlí leictrealú. Is é M mais mhóil an chumaisc, is é neart na reatha atá caite tríd an bpróiseas iomlán, is é Δt an t-am a bhaineann le leictreálú ar fad, is é F an seasta Faraday, agus is é na leictreoin a ghlac páirt sa phróiseas. Tá a n-uimhir comhionann le muirear an ian a ghlac páirt sa phróiseas.

Cuidíonn dlíthe Faraday le tuiscint a fháil ar an méid atá leictrealú, agus chun toradh féideartha an táirge a ríomh trí mhais, an toradh is gá a thuar agus tionchar a imirt ar chúrsa an phróisis. Is bunús teoiriciúil iad na claochlú atá faoi bhreithniú.

Coincheap an anóid agus a chineálacha

Tá leictreoidí an-tábhachtach i dtrealú. Braitheann an próiseas iomlán ar an ábhar as a ndéantar iad, ar a n-airíonna agus ar charachtar ar leith. Dá bhrí sin, déanaimid machnamh níos mine ar gach ceann acu.

Anóid - móide, nó leictreoid dhearfach. Is é sin, ceann a thagann le cuaille "+" na foinse cumhachta. Dá réir sin, chuige o an réiteach leictrilít bogadh hiain diúltach nó anions. Déanfaidh siad ocsaídiú anseo, ag fáil leibhéal níos airde ocsaídiúcháin.

Dá bhrí sin, is féidir leat scéim bheag a léiriú a chabhróidh leis na próisis anóid a chuimhneamh: anóid "móide" - anions - ocsaídiú. Tá dhá phríomhchineál den leictreoid seo, ag brath ar a ndéanfar an táirge sin nó an táirge sin a tháirgeadh.

1. Neamhbhuaslagtha, nó anóid táimheach. Úsáidtear leictreoid don chineál seo, rud a fheidhmíonn ach amháin le haghaidh aistriú leictreon agus próisis ocsaídiúcháin, ach ní dhéantar í féin a chaitheamh agus ní dhíscaoilear é. Déantar anóidí den sórt sin de graifít, iridiam, platanam, gual agus mar sin de. Ag baint úsáide as na leictreoidí sin, is féidir miotail a fháil i bhfoirm íon, gás (ocsaigin, hidrigine, clóirín, agus mar sin de).
2. Anóid intuaslagtha. I bpróisis ocsaídeachta, díscaoileann sé féin agus bíonn tionchar aige ar thoradh gach leictrealú. Is iad na príomh-ábhair as a ndéantar na leictreoidí sin nicil, copar, caidmiam, luaidhe, stáin, since agus daoine eile. Is gá úsáid a bhaint as anóidí den sórt sin do phróisis na miotail leictreamaiceála, leictreaphlátála, cótaí cosanta a chur i bhfeidhm in aghaidh creimeadh, agus mar sin de.

Déantar bunús na bpróiseas go léir a tharlaíonn ar an leictreoid dhearfach a laghdú go scaoilfear na hiain is leictreonaí sa luach féideartha. Ivot cén fáth go ndéantar anions seo d'aigéid anócóideacha agus ian hiodrocsaíd, agus ansin uisce, nuair a thagann sé chun an tuaslagáin. Ní dhéanann anionsa ina bhfuil ocsaigin i dtuaslagán uiscí an leictreailít a urscaoileadh go ginearálta ag an anóid, ós rud é go ndéanann uisce seo níos tapúla, ag scaoileadh ocsaigine.

Cathaóid agus a saintréithe

Is leictreoid dhiúltach a ghearrtar ar chaidóid (mar gheall ar ghluaiseacht leictreon air agus é ag tarchur reatha leictreacha). Sin é an fáth go bhfuil ions-dearfacha dearfacha a théann faoi athchóiriú ag bogadh i dtreo é, is é sin, níos ísle ná an stát ocsaídiúcháin.

Anseo, le haghaidh cuimhneacháin, is iomchuí an scéim seo a leanas freisin: catóide "lúide" - athchóiriú cáis. Is féidir leis an ábhar don chaidóid:

• Cruach dhosmálta;
• Copar;
• Carbóin;
• Prás;
• Iarann;
• Alúmanam agus daoine eile.

Tá sé ar an leictreoid seo go laghdaítear miotail go substaintí íon, ar cheann de na príomhbhealaí iad a fháil sa tionscal. Is féidir freisin leictreon a aistriú ón anóid go dtí an catóide, agus má tá an chéad intuaslagtha, ansin athraítear a hiain ar an leictreoid dhiúltach. Anseo, laghdaítear cáis hidrigine go dtí an gás H2. Dá bhrí sin, is é an catóide ceann de na codanna is tábhachtaí i scéim foriomlán an phróisis leictrealú substaintí.

Leithiú leictrealaithe

Ó thaobh na ceimice, tá a chothromóid féin ag an bpróiseas atá faoi bhreithniú. Le cabhair uait, is féidir leat an scéim iomlán a tharraingt ar pháipéar agus an toradh a mheas. Níos tábhachtaí fós, cad ba cheart aird a thabhairt air - meán uiscí a bheith ann nó an cineál nóóid (intuaslagtha nó nach bhfuil).

Más gá na táirgí seo a leanas a tháirgeadh: miotail alcaileach agus alcaileach, alcailí, alúmanam, beriliam, gás ó iainíní atá ina bhfuil ocsaigin, ansin ní féidir aon leictrealú a dhéanamh ar an réiteach leictreachais. Níl an leá ach amháin, mar ní oibreoidh na ceangail atá ag teastáil ar shlí eile. Sin an fáth go minic go ndéanann an tionscal na substaintí liostaithe a shintéisiú, ag baint úsáide as a gcuid salainn tirim agus hidreacsaídí neamhhidriúla.

Go ginearálta, bíonn an chothromóid leictrealú leá sách simplí agus caighdeánach. Mar shampla, má tá muid ag smaoineamh agus é a thaifeadadh le iaidíd photaisiam, beidh an dearcadh a bheith ar an méid seo a leanas:

KI = K ^{+ +} I ^-

An catóide (K) "-" K ⁺ K + 1 e = ⁰

An anóid ^{(A) "+": 2I - -} 2e = I ₂ ⁰

Próiseas Toradh: KI = K + I _2.

Ar an gcaoi chéanna, déanfar leictreáil ar aon mhiotail a thaifeadadh, beag beann ar luach a acmhainneacht a leictreoid.

Leictrealú tuaslagán uiscí

Má tá muid ag caint faoi réitigh electrolytes, beidh toradh an phróisis an-éagsúil. Tar éis an tsaoil, bíonn uisce ina rannpháirtí gníomhach. Is féidir é a dhiúscairt chomh maith le hiain agus ag scaoileadh na leictreoidí. Dá bhrí sin, i gcásanna den sórt sin tábhachtach leictreoid féideartha hiain. Is é a luach diúltach níos ísle ná an dóchúlacht go bhfuil ocsaídiú nó laghdú níos tapúla.

Tá leictreáil an tuaslagáin uiscí faoi réir roinnt rialacha nach mór cuimhneamh orthu.

1. Próisis anóid: Níl ach anionsa d'aigéid anóicéacha (ach amháin hidreacluarach) scaoilte. Má tá an ian ina bhfuil ocsaigin nó fluairíd-ian, ansin beidh ocsaídiú uisce le scaoileadh ocsaigine.
2. Próisis catóide: ní dhéantar miotail sa réimse strus electroceimiceach (suas le huasmhíniú alúmanam agus san áireamh) ar an gcatóid a athbhunú mar gheall ar ghníomhaíocht cheimiceach ard. Déanann sé seo uisce le scaoileadh hidrigine. Laghdaítear miotail ó alúmanam go hidrigine ag an am céanna le huisce le substaintí simplí. Na cinn chéanna a sheasann tar éis hidrigine i sraith béim (ísealghníomhach), déanann siad athchóiriú go substaintí simplí.

Má leanann tú na rialacha seo, is féidir leat aon leictrealú a léiriú agus toradh an táirge a ríomh. I gcás anóid intuaslagtha, athraíonn an ciorcad agus bíonn sé i bhfad níos casta.

Leictrealú salainn

Úsáidtear na próisis seo chun miotail agus gáis íon a tháirgeadh, ós rud é go bhfuil sé simplí teicneolaíochta agus brabúsach go heacnamaíoch. Ina theannta sin, déantar na táirgí a bhaint amach le leibhéal íonachta, rud atá tábhachtach.

Mar shampla, is féidir le leictreálú copar é a fháil i bhfoirm íon ó réiteach ar aon salainn. An ceann is coitianta a úsáidtear shulfáit chopair nó chopair sulfáit (II) - CuSO _4.

Is féidir le meilt íon a bhaint as an leá agus ó réiteach an salann seo, agus is gá é sin i mbeagnach gach brainse d'innealtóireacht leictreach agus tógáil miotail.

Tábhacht agus feidhmiú an phróisis

Is próiseas an-tábhachtach é leictreálú. Ar bhonn é, tá na hoibríochtaí teicniúla is gá sin bunaithe, mar a leanas:

1. Scagadh miotail.
2. Electroextraction.
3. Leictreaphlátála.
4. Electrosynthesis.
5. Feidhm na bratuithe anticorrosion agus daoine eile.