Електроліз розплавів.
Електроліз розчинів.
Якщо налити вU-подібну трубку розчин купрум(ІІ) хлориду CuCl2 , занурити у кожне коліно вугляні електроди і з’єднати їх металевими провідниками з джерелом постійного струму (акумулятором), то катод (електрод, сполучений з негативним полюсом джерела струму) вкриватиметься шар за шаром червоним нальотом металічної міді, а на аноді (електроді, що сполучений з негативним полюсом джерела струму) виділятиметься вільний хлор (виявляється за запахом):
CuCl2 = Cu + Cl2
Прилад для електролізу
У розчині купрум(ІІ) хлорид під впливом води дисоціює на йони:
CuCl2 = Cu2+ + 2Cl-
Йони хаотично рухаються у розчині. Після вмикання струму безладний рух йонів стає спрямованим. Йони Купруму рухаються до катоду, а йони Хлору – до аноду і там розряджаються:
На катоді відбувається процес відновлення, а на аноді – процес окиснення.
|
Під час електролізу електрична енергія перетворюється на хімічну, на внутрішню енергію продуктів електролізу.
Якщо сіль утворена активним металом і оксигеновмісною кислотою, то електроліз її водного розчину має свої особливості (вивчається у ВНЗ).
У кристалах солей вже є готові йони, але вони фіксовані, лише коливаються. Під впливом високої температури кристалічні гратки розщеплюються на йони так само, як і під час розчинення у воді. Вивільнені йони рухаються хаотично. Якщо крізь розплав пропустити постійний електричний струм, то позитивно заряджені йони починають рухатися до негативно зарядженого електрода – катода, а негативно заряджені йони – до позитивно зарядженого електрода – анода і на електродах розряджаються:
Електроліз розплаву NaCl
На катоді виділяється металічний натрій, на аноді – газуватий хлор,
Чистий натрій можна добути й електролізом розплаву натрій гідроксиду:
У розглянутих випадках передбачається, що електроди – інертні, тобто виготовлені з матеріалу, який участі в реакціях не бере.
Нарощування шару металу на поверхні виробу електролітичним способом дає змогу виготовляти найточніші зліпки і копії. Цей спосіб розробив російський учений Б.Я.Якобі у 1838р., і називається він гальванопластикою.
Гідрометалургія — відновлення металу більш активним металом чи електричним струмом у водному розчині його сполуки. Металічну руду спочатку обробляють розчинами кислот чи лугів, унаслідок чого йони металічного елемента переходять у розчин, а вже потім піддають відновленню більш активним металом або електричним струмом, наприклад:
Си304 + Ре = РеЗОд + Си
Таким способом добувають цинк, манган, мідь, нікель, золото, платину та деякі інші метали високої чистоти. Цінність методу полягає також у тому, що можна використовувати сировину з невеликим умістом металу.
Металотермія — це різновид пірометалургії, заснований на процесах відновлення металів з їх сполук активнішими металами або кремнієм. Як відновники найчастіше застосовують алюміній, магній і кремній
Металотермічні процеси супроводжуються виділенням великої кількості тепла.
Цінність металотермії полягає в тому, що видобутий метал не містить небажаних домішок вуглецю, які є в продуктах пірометалургії, одержаних із застосуванням коксу.
Металотермічним методом добувають титан, вольфрам, рідкісні та дорогоцінні метали.