Elektrolizda olsidlanish-tiklanish jarayoni sifatida

Elektrolizda olsidlanish-tiklanish jarayoni sifatida

Reja

1. 
   Elektroliz tijorat jihatidan ajralib chiqish
   
2. 
   Elektrolizning asosiy jarayoni
   
3. 
   Elektrokimyoviy hujayralar
   

A tasviri Hofmann elektroliz apparati maktab laboratoriyasida ishlatiladi
Yilda kimyo va ishlab chiqarish, elektroliz ishlatadigan texnikadir to'g'ridan-to'g'ri elektr toki (DC) aks holda spontan bo'lmagan kimyoviy reaktsiyani qo'zg'atish uchun.
Elektroliz tijorat jihatidan ajralib chiqish bosqichi sifatida muhimdir elementlar kabi tabiiy ravishda paydo bo'lgan manbalardan rudalar yordamida elektrolitik hujayra. The Kuchlanish elektroliz sodir bo'lishi uchun zarur bo'lgan parchalanish potentsiali deyiladi.
"Elektroliz" so'zi tomonidan kiritilgan Maykl Faradey 19-asrda, Revning taklifiga binoan Uilyam Vyuell yordamida Yunoncha so'zlar róν [elektron] 17-asrdan beri bog'liq bo'lgan "amber" elektr hodisalari va ςiς [lisis] "eritish" ma'nosini anglatadi. Shunga qaramay, elektroliz kimyoviy reaktsiyalarni o'rganish va toza olish vositasi sifatida elementlar, Faradey tomonidan atama va rasmiy tavsif tangalar zarbasidan oldin.
XIX asrning boshlarida, Uilyam Nikolson va Entoni Karlisl yanada rivojlanishga intildi Volta tajribalar. Ikkala simga ikkita simni biriktirishdi Volta batareyasi va boshqa uchlarini suv bilan to'ldirilgan naychaga joylashtirdik. Simlar birlashtirilganda ular har bir simdan pufakchalar hosil bo'lishini payqashdi. Bir turi vodorod, ikkinchisi kislorod edi.
1785 yilda Gollandiyalik olim Martinus Van Marum keyinchalik elektroliz deb ataladigan jarayon yordamida kalay, rux va antimonni tuzlaridan kamaytirish uchun ishlatadigan elektrostatik generator yaratdi. U bilmagan holda elektroliz ishlab chiqargan bo'lsa-da, 1800 yilgacha Uilyam Nikolson va Entoni Karlisl elektrolizning qanday ishlashini aniqladilar.
1791 yilda Luidji Galvani qurbaqa oyoqlari bilan tajriba o'tkazdi. Uning ta'kidlashicha, hayvonlarning mushaklarini ikkita bir-biriga o'xshamaydigan metall plitalar orasiga joylashtirish elektr energiyasiga olib keladi. Ushbu da'volarga javoban, Alessandro Volta o'z sinovlarini o'tkazdi. Bu tushuncha beradi Xempri Devi elektroliz bo'yicha g'oyalar. Dastlabki tajribalar davomida Hamfri Deyvi ikkita element birlashib birikma hosil qilganda elektr energiyasi ajralib chiqadi deb faraz qildi. Hamfri Devi elektroliz bo'yicha dastlabki tajribalaridan parchalanish jadvallarini yaratishga kirishadi. Parchalanish jadvallari ba'zi birikmalarni parchalash uchun zarur bo'lgan energiya to'g'risida tushuncha beradi.
1817 yilda Yoxan Avgust Arfvedson uning ba'zi namunalarida yana bir lityum element mavjudligini aniqladi, ammo u komponentni ajratib ololmadi. Faqat 1821 yilga qadar Uilyam Tomas Brande uni ajratib ko'rsatish uchun elektroliz ishlatilgan. Ikki yil o'tgach, u lityum va lityum gidroksidi ishlab chiqarish uchun elektroliz bilan lityum xlorid va kaliy xlorid yordamida jarayonni soddalashtirdi.
Xamfri Devining izlanishlarining keyingi yillarida Maykl Faradey uning yordamchisiga aylandi. Maykl Faradey Hamfri Devi ostida elektroliz jarayonini o'rganayotganda ikkitasini topdi elektroliz qonunlari.^[4]
Maksvell va Faradey davrida xavotirlar yuzaga keldi elektropozitiv va elektr manfiy tadbirlar.
1875 yil noyabrda, Pol Emil Lekoq de Boisbaudran topilgan galliy galliy gidroksidi elektrolizidan foydalanib, 3,4 mg galliy ishlab chiqaradi. Keyingi dekabrda u galliy kashfiyotini Academie des Science Parijda.^[9]
1886 yil 26 iyunda, Ferdinand Frederik Anri Moissan nihoyat elektrolizni o'tkazishda o'zini qulay his qildi suvsiz gazli ftorli sof element hosil qilish uchun vodorod ftorid. Ftorli vodoroddan oldin Anri Moissan elektroliz bilan ftorli tuzlardan foydalangan. Shunday qilib, 1886 yil 28-iyunda u yangi element ftorni kashf etganligini ko'rsatish uchun Academie des Science oldida o'zining tajribasini o'tkazdi. Ftorli tuzlarning elektrolizi orqali elementar ftor topishga urinish evaziga ko'plab kimyogarlar halok bo'lishdi, shu qatorda Pauline Louyet va Jerome Nikels.
1886 yilda Charlz Martin Xoll Amerikadan va Pol Erot Frantsiyadan ikkalasi ham Amerika patentlarini olish uchun ariza topshirgan, Héroult may oyida Xollni iyulda topshirgan. Xol akasiga yozilgan xatlar va uning oilasi frantsuz patenti topshirilguniga qadar uning usuli aniqlanganligini isbotlab, o'z patentini olishga muvaffaq bo'ldi. Bu "sifatida tanilgan Xol-Ero Bu jarayon ko'plab sohalarga foyda keltirdi, chunki alyuminiy narxi bir funt uchun to'rt dollardan o'ttiz sentga tushdi.

• 
  1785 – Martinus van Marum kamaytirish uchun elektrostatik generator ishlatilgan qalay, rux va surma elektroliz yordamida ularning tuzlaridan.^[15]
  
• 
  1800 – Uilyam Nikolson va Entoni Karlisl (va shuningdek Yoxann Ritter ), parchalangan suv ichiga vodorod va kislorod.
  
• 
  1808 – Kaliy (1807), natriy (1807), bariy, kaltsiy va magniy tomonidan kashf etilgan Xempri Devi elektroliz yordamida.
  
• 
  1821 – Lityum ingliz kimyogari tomonidan kashf etilgan Uilyam Tomas Brande, uni litiy oksidini elektroliz qilish yo'li bilan kim olgan.
  
• 
  1834 – Maykl Faradey uni nashr etdi elektrolizning ikkita qonuni, ular uchun matematik tushuntirish berdi va elektrod, elektrolit, anod, katod, anion va kation kabi terminologiyalarni kiritdi.
  
• 
  1875 – Pol Emil Lekoq de Boisbaudran topilgan galliy elektroliz yordamida.^[16]
  
• 
  1886 – Ftor tomonidan kashf etilgan Anri Moissan elektroliz yordamida.
  
• 
  1886 – Hall-Héroult jarayoni qilish uchun ishlab chiqilgan alyuminiy
  
• 
  1890 – Kastner-Kellner jarayoni qilish uchun ishlab chiqilgan natriy gidroksidi.
  

Umumiy nuqtai
Elektroliz - bu a ning o'tishi to'g'ridan-to'g'ri elektr toki orqali elektrolit da kimyoviy reaksiyalar ishlab chiqarish elektrodlar va parchalanish materiallar.
Elektrolizga erishish uchun zarur bo'lgan asosiy komponentlar an elektrolit, elektrodlar va tashqi quvvat manbai. Bo'lim (masalan ion almashinadigan membrana yoki a tuz ko'prigi ) mahsulotlarni diffuziyani qarama-qarshi elektrod atrofida saqlamaslik uchun ixtiyoriydir.
Elektrolit o'tkazuvchandir ionli kimyoviy modda tarkibida erkin ionlar va tashuvchilar mavjud elektr toki (masalan, ion o'tkazuvchisi polimer, eritma yoki suyuq ionli birikma). Agar ionlar qattiq bo'lgandek harakatlanmasa tuzlar, keyin elektroliz sodir bo'lmaydi. Suyuq elektrolit quyidagilar tomonidan ishlab chiqariladi:

• 
  Halvatsiya yoki an reaktsiyasi ionli birikma bilan hal qiluvchi (masalan suv) mobil ionlarni hosil qilish uchun
  
• 
  Isitish natijasida eritilgan ionli birikma
  

Elektrodlar bir-biridan uzoqroq masofada joylashganki, ular orasida tok elektrolit orqali o'tib, quvvatni tugatadigan quvvat manbaiga ulanadi. elektr davri. A to'g'ridan-to'g'ri oqim quvvat manbai bilan ta'minlangan reaktsiyani elektrolitdagi ionlarni o'zaro qarama-qarshi zaryadlangan elektrod tomon tortishiga olib keladi.
Elektrodlari metall, grafit va yarim o'tkazgich materialdan keng foydalaniladi. Tegishli tanlov elektrod elektrod va elektrolitlar o'rtasidagi kimyoviy reaktivlikka va ishlab chiqarish narxiga bog'liq. Tarixiy jihatdan reaktiv bo'lmagan anodlar elektroliz uchun kerak bo'lganda, grafit (Faradey davrida plumbago deb nomlangan) yoki platina tanlangan. Ular anodlar uchun eng kam reaktiv materiallar ekanligi aniqlandi. Platina boshqa materiallarga nisbatan juda sekin emiradi va grafit parchalanadi va suvli eritmalarda karbonat angidrid hosil qilishi mumkin, ammo aks holda reaktsiyada qatnashmaydi. Katodlar bir xil materialdan tayyorlanishi mumkin, yoki anoddagi oksidlanish tufayli anodning aşınması katta bo'lgani uchun, ular yanada reaktiv bo'lganlardan tayyorlanishi mumkin.