Tema: Elektroliz jarayonlari va sanoatda qo’llanilishi

TEMA:Elektroliz jarayonlari va sanoatda qo’llanilishi.
Reja:

1. Texnika va sanoatda elektrolizdan foydalanish. 

2. Sanoatda elektrolizdan foydalanish.
3. Elektroliz jarayonining mohiyati.
4.Xulosa

5.Foydalangan adabiyot

Ishqoriy va ishqoriy tuproq metallari, shuningdek, magniy, berilliy va alyuminiy tegishli tuzlar yoki gidroksidlarning eritmalarini elektroliz qilish yo'li bilan olinadi. Tuz eritmalarini elektroliz qilish natijasida mis, rux, kadmiy, nikel, kobalt, marganets va boshqa metallar olinadi. Metalllarni (mis, oltin, kumush, qo'rg'oshin, qalay va boshqalar) elektrolitik tozalash ulardagi aralashmalarni tozalash uchun ishlatiladi. Qayta ishlash jarayonida tozalanadigan metall anod vazifasini bajaradi. Anodda asosiy metall va aralashmalar eriydi, ularning potentsiali tozalanadigan metallning potentsialidan ko'ra salbiyroqdir. Ijobiy potentsialga ega bo'lgan aralashmalar anodga loy shaklida tushadi. Elektrolitga o'tgan aralashmalar vaqti vaqti bilan yoki doimiy ravishda elektrolitdan chiqariladi. Asosiy metall kationlari katodda chiqariladi va ixcham konni hosil qiladi toza metall. Elektroliz orqali bir metallni boshqa metall bilan qoplash usuli elektrokaplama deb ataladi. Elektrokaplama metallarni korroziyadan himoya qilish, metall sirtini mustahkamlash va dekorativ maqsadlarda qo'llaniladi. Bunday holda, qoplanadigan buyum katod bo'lib xizmat qiladi, u elektrolitik vannaga ushbu buyumga yotqizilgan metallning tuz eritmasi bilan tushiriladi. Anod qoplama metall bo'lib, u elektroliz paytida eriydi va uning ionlari chiqariladi va katodga yotqiziladi. Elektrokaplama - elektroliz yordamida ob'ektlarning rel'ef tasvirlaridan aniq metall nusxalarini ishlab chiqarish. Elektroformatsiyani rus olimi B.S. Yakobi. Ob'ektni nusxalash uchun matritsa mumdan yasaladi - bu ob'ektning teskari (salbiy) tasviri, u grafit bilan qoplangan va uni o'tkazuvchan qiladi. Elektr toki o'tganda, anod eri

1-rasim
ydi va katodga metall qatlami yotqiziladi va u ob'ektdan osongina ajratiladi. Bu narsaning aniq metall nusxasi paydo,bo'ldi. Elektroformatsiyalash uchun odatda mis ishlatiladi, lekin ba'zida boshqa metallar ham ishlatiladi temir, nikel, kumush. Elektrokaplama yordamida qog'oz, gramofon plastinalarini va boshqa mahsulotlarni chop etish uchun klishelar tayyorlanadi. Shunday qilib, radiotexnika va asbobsozlikda elektrokaplama usuli bilan tayyorlangan 
murakkab shakldagi juda yupqa devorli mahsulotlar (to'lqin o'tkazgichlar, ko'rfazlar) talab 
qilinadi. Alyuminiy mog'or tayyorlanadi, unga elektroliz yo'li bilan kerakli qalinlikdagi mis qatlami qo'llaniladi, so'ngra qolip xlorid kislota yoki ishqorda eritiladi, u bilan mis reaksiyaga kirishmaydi. Devor qalinligi mikronlarda bo'lgan mahsulot chiqadi. Mexanik ishlov berish qiyin bo'lgan metallarni elektrokimyoviy tozalash uchun elektrolizdan foydalaniladi. Metalllarga elektrokimyoviy ishlov berishda metallarni silliqlash va parlatish taxminan tayyor metall yuzasini tezda tekislaydi va unga oynaga o'xshash porlashni beradi. Bunday holda, olib tashlangan metall eritmada qoladi, u erdan olinishi va qayta ishlatilishi mumkin. Kimyo sanoatida elektroliz suvdan vodorod va kislorod kabi qimmatli kimyoviy mahsulotlar olish uchun ishlatiladi
2-rasim
Elektroliz yo'li bilan olingan vodorod energetika sanoatida generatorlarni termal va sovutish uchun ishlatiladi atom elektr stansiyalari... Xlor va gidroksidi natriy xlorid eritmasidan elektroliz orqali, ftor uning tuzlari eritmalaridan olinadi. Uzoq,vaqt davomida ftorni erkin holatda olish mumkin emas edi, chunki hech qanday kimyoviy oksidant ftorid ioni F - uning elektronini tortib ololmaydi. Biroq, elektr tokining oksidlovchi ta'siri kimyoviy oksidlovchilarning ta'siridan bir necha baravar kuchliroqdir, shuning uchun ftorid ionidan elektronni faqat eritilgan ftor tuzining elektrolizi paytida olish mumkin edi. Vodorod peroksid, kaliy permanganat, xromatlar, xloratlar, gipoxloritlar va boshqalar kabi oksidlovchi moddalar elektroliz orqali olinadi. Elektroliz texnologiyada keng qo'llaniladi. Keling, elektrolizning eng muhim texnik qo'llanilishiga r nechta misollarni ko'rib chiqaylik. Elektrokaplama- oksidlanishning oldini olish va mahsulotga jozibali ko'rinish berish uchun metall buyumlarni boshqa metalldan yupqa qatlam bilan qoplash (nikel qoplama, xrom qoplama, kumush qoplama, zardob va boshqalar). Qoplanadigan ob'ekt yaxshilab tozalanadi, yaxshi yog'sizlanadi va qoplanadigan metallning tuz eritmasi bo'lgan elektrolitik vannaga katod sifatida joylashtiriladi. Xuddi shu metalldan yasalgan plastinka anod bo'lib xizmat qiladi. Yana bir xil qoplama uchun odatda anod sifatida ikkita plastinka ishlatiladi, ular orasiga ob'ekt qo'yiladi . Elektrotip- relyef buyumlaridan (medallar, gravyuralar, barelyeflar va boshqalar) nusxalarni 
elektrolitik ishlab chiqarish. Naqshli buyumdan mum yoki boshqa quyma yasaladi. Keyin taassurot yuzasi o'tkazuvchan bo'lishi uchun nozik bir grafit qatlami bilan qoplanadi. Ushbu shaklda quyma mis sulfat eritmasi bilan elektrolitik hammomga botiriladigan katod sifatida ishlatiladi. Anod mis plastinka. Taassurotda etarlicha qalin mis qatlami paydo bo'lganda, elektroliz to'xtatiladi va mum ehtiyotkorlik bilan chiqariladi. Asl nusxaning aniq mis nusxasi qolgan. Poligrafiya sanoatida bunday nusxalar (stereotiplar) to'plamning plastik materialga (matritsaga) qo'yilgan izidan olinadi, matritsalarga qalin temir yoki boshqa materiallarni yotqizadi. Bu to'plamni kerakli miqdordagi nusxada ko'paytirish imkonini beradi. Agar ilgari kitobning tiraji bitta to'plamdan olinadigan bosma nashrlar soni bilan cheklangan bo'lsa (chop etish paytida to'plam o'chiriladi), unda stereotiplardan foydalanish tirajni sezilarli darajada oshirishi mumkin. To'g'ri, hozirgi vaqtda elektroliz yordamida stereotiplar faqat yuqori sifatli bosma va ko'p sonli rasmlarga ega kitoblar uchun olinadi. Metallni uzun tsilindrga yotqizish orqali tikuvsiz quvurlar olinadi. Peelable qoplamalarni olish jarayoni rus olimi B.S.Yakobi tomonidan ishlab chiqilgan bo'lib, u 1836 yilda bu usulni Sankt-Peterburgdagi Sankt-Isaak sobori uchun ichi bo'sh figuralar yasashda qo'llagan. 
3-rasim
Misni tozalash Mis eng yaxshi material o'tkazgichlarni ishlab chiqarish uchun, lekin buning uchun u har qanday aralashmalardan tozalangan bo'lishi kerak. Misni aralashmalardan tozalash misni tozalash (tozalash) deb ataladi. Rudani eritish natijasida olingan xom misning katta hajmli bo'laklari (qalin qatlamlari) anod, sof misning yupqa plitalari esa katoddir. Jarayon mis sulfatning suvli eritmasi bo'lgan katta vannalarda amalga oshiriladi. Elektroliz jarayonida anodning misi eriydi; Qimmatbaho va noyob metallarni o'z ichiga olgan aralashmalar cho'kindi (loy) shaklida tubiga tushadi va katodga cho'kadi. toza mis... Ba'zi boshqa metallar ham xuddi shu tarzda tozalanadi. Alyuminiyni qabul qilish Alyuminiy elektroliz orqali olinadi. Buning uchun ushbu metal tuzlarining eritmalari emas, balki uning erigan oksidlari elektrolizlanadi. Alyuminiy oksidi (alyuminiy oksidi Al 2 O 3), boksitni, tarkibida alyuminiy bo'lgan rudalarni qayta ishlash natijasida olingan ko'mir tigellariga quyiladi Tigel katod vazifasini bajaradi. Anod tigel ichiga kiritilgan uglerod tayoqchalaridir. Birinchidan, uglerod novdalari tigelga ulanmaguncha va kuchli oqim o'tkazilguncha tushiriladi. Alyuminiy oksidi oqim o'tishida qiziydi va eriydi. Shundan so'ng, ko'mirlar ko'tariladi, oqim suyuqlikdan o'tadi va elektroliz,hosil qiladi. Elektroliz jarayonida ajralib chiqadigan eritilgan alyuminiy tigelning (katod) tubiga tushadi va u erdan quyish uchun qoliplarga maxsus teshik orqali chiqariladi. Elektroliz tozalashda qo'llaniladi Chiqindi suvlari... Elektroliz hodisasidan keng foydalaniladi zamonaviy sanoat... Xususan, elektroliz alyuminiy, vodorod, shuningdek, natriy gidroksidi, xlor, xlororganik birikmalar [manba 220 kun ko'rsatilmagan], marganets dioksidi, vodorod periksni sanoat ishlab chiqarish usullaridan biridir. Katta miqdorda rudalardan metallar ajratib olinadi va elektroliz (elektrotekstraksiya, elektr tozalash) yoʻli bilan qayta ishlanadi. Elektrokimyoviy jarayonlar zamonaviy texnologiyaning turli sohalarida keng qo'llaniladi analitik kimyo,biokimyo,va hokazo. kimyo sanoati elektroliz natijasida xlor va ftor, ishqorlar, xloratlar va perkloratlar, persulfat kislota va persulfatlar, kimyoviy toza vodorod va kislorod va boshqalar hosil bo'ladi, bu holda ba'zi moddalar katodda (aldegidlar, paraaminofenol va boshqalar), boshqalari elektrooksidlanish yo'li bilan qaytariladi. perkloratlar, kaliy permanganat va boshqalar). Elektroliz ichida gidrometallurgiya metall o'z ichiga olgan xom ashyoni qayta ishlash bosqichlaridan biri bo'lib, tovar metallar ishlab chiqarishni ta'minlaydi. Elektroliz eruvchan anodlar bilan elektr tozalash jarayoni yoki erimaydigan anodlar bilan - elektroekstraktsiya jarayoni bilan amalga oshirilishi mumkin. Metalllarni elektr tozalashda asosiy vazifa qabul qilinadigan energiya sarfi bilan katodli metallning zarur tozaligini ta'minlash. Rangli metallurgiyada elektrolizdan foydalaniladi metallarni qazib olish rudalardan va ularning tozalash... Alyuminiy, magniy, titan, sirkoniy, uran, berilliy va boshqalar eritilgan muhitlarni elektroliz qilish orqali olinadi. Uchun tozalash (tozalash) metall plitalar undan elektroliz orqali quyiladi va elektrolizatorga anod sifatida joylashtiriladi. Tok o'tganda tozalanadigan metall anodik erishga uchraydi, ya'ni kationlar holida eritmaga o'tadi. Keyin bu


metall kationlari katodda chiqariladi, buning natijasida allaqachon toza metallning ixcham konlari hosil bo'ladi. Anoddagi aralashmalar erimaydigan bo'lib qoladi yoki elektrolitga o'tadi va chiqariladi. Elektrokaplama metall va metall bo'lmagan mahsulotlarning tuzlari eritmalari orqali to'g'ridan,to'g'ri elektr toki o'tganda ularning yuzasiga metall qoplamalarni qo'llash jarayonlari bilan shug'ullanadigan amaliy elektrokimyo,sohasi. Elektrokaplama elektrokaplama va elektrokaplamaga bo'linadi. Elektrokaplama (yunonchadan. qoplamoq) — elektrolizatorning katodi boʻlib xizmat qiluvchi, qoplanadigan metallga (obyektga) mahkam bogʻlangan (yopishgan) metall yuzasiga boshqa metalning elektrodozlanishi. Mahsulotni qoplashdan oldin uning sirtini yaxshilab tozalash kerak (yog'dan tozalash va o'yib ishlangan), aks holda metall notekis joylashadi va qo'shimcha ravishda qoplama metallining mahsulot yuzasiga yopishishi (birikishi) mo'rt bo'ladi. Elektrokaplama qismni yupqa oltin yoki kumush, xrom yoki nikel qatlami bilan qoplash uchun ishlatilishi mumkin. Elektroliz turli metall yuzalarga eng yaxshi metall qoplamalarni qo'llash uchun ishlatilishi mumkin. Ushbu qoplama usuli bilan qism metallning tuz eritmasiga joylashtirilgan katod sifatida ishlatiladi, undan qoplamani olish kerak. Anod sifatida bir xil metalldan yasalgan plastinka ishlatiladi Elektrotip elektroliz yo'li bilan matritsalar deb ataladigan turli metall bo'lmagan va metall buyumlardan nisbatan katta qalinlikdagi aniq, oson ajratib olinadigan metall nusxalarini olish. Byustlar, haykallar va boshqalar elektrokaplama yordamida amalga oshiriladi. Elektrokaplama boshqa metallarga nisbatan qalin metall qoplamalarni qo'llash uchun ishlatiladi (masalan, nikel, kumush, oltin va boshqalardan "yamoq" qatlamini hosil qilish). Elektrolizning mohiyati. Elektroliz bu eritma yoki erigan elektrolit orqali to'g'ridan-to'g'ri elektr toki o'tganda elektrodlarda sodir bo'ladigan oksidlanishqaytarilish jarayoni. Salbiy,qutbga elektrolizni amalga oshirish uchun tashqi manba to'g'ridan,to'g'ri oqimga ulanish katod, va musbat qutbga anod, shundan so'ng ular eritma yoki eritilgan elektrolit bilan elektrolizatorga botiriladi. Elektrodlar, qoida tariqasida, metalldir, ammo,metall bo'lmagan elektrodlar ham ishlatiladi, masalan, grafit (o'tkazuvchan). To'g'ridan,to'g'ri oqim manbai (katod) ning manfiy qutbiga ulangan elektrod yuzasida ionlar, 
molekulalar yoki atomlar elektronlarni biriktiradi, ya'ni elektrokimyoviy qaytarilish reaktsiyasi sodir bo'ladi. Ijobiy elektrodda (anod) elektronlarning chiqishi, ya'ni oksidlanish reaktsiyasi mavjud. Shunday qilib, elektrolizning mohiyati katodda qaytarilish jarayoni, anodda esa oksidlanish jarayoni sodir bo'lishidan iborat. Elektrodlarda (katod va anod) elektroliz natijasida mos keladigan qaytarilish va oksidlanish mahsulotlari ajralib chiqadi, ular shartlarga qarab, hal qiluvchi, elektrod materiallari va boshqalar bilan reaksiyaga kirishishi mumkin, bu ikkilamchi jarayonlar deb ataladi. Metall anodlar quyidagilar bo'lishi mumkin: a) erimaydigan yoki inert (Pt, Au, Ir, grafit yoki ko'mir va boshqalar), elektroliz jarayonida ular faqat elektron uzatuvchi sifatida xizmat qiladi; b) eruvchan (faol); ular elektroliz jarayonida oksidlanadi. Turli elektrolitlarning eritmalari va eritmalarida qarama-qarshi belgilarga ega ionlar mavjud, ya'ni. kationlar va anionlar ular xaotik harakatda. Ammo agar elektrolitning bunday eritmasida, masalan, natriy xlorid NaCl eritmasida elektrodlar tushirilsa va doimiy elektr toki o'tkazilsa, Na + kationlari katodga, Cl anionlari esa anodga o'tadi. Ustida katod elektrolizatorda tashqi tok manbasining elektronlari tomonidan Na+ kationlarini pasaytirish jarayoni sodir bo‘ladi: 
Na+ + e= Na0 Ustida anod xlor anionlarining oksidlanish jarayoni davom etmoqda va Cl dan ortiqcha elektronlarni ajratish tashqi oqim manbai energiyasi tufayli amalga oshiriladi: Cle= Cl0 Chiqarilgan elektr neytral xlor atomlari bir-biri bilan qo'shilib, molekulyar xlorni hosil qiladi: Cl + Cl = Cl2 , bu anodda ajralib turadi. Natriy xlorid eritmasini elektroliz qilishning umumiy tenglamasi: 2NaCl> 2Na+ + 2Clelektroliz> 2Na0 + Cl2 0 Elektr tokining oksidlanish-
qaytarilish ta'siri kimyoviy oksidlovchilar va qaytaruvchi moddalar ta'siridan ko'p marta kuchliroq,bo'lishi mumkin. Elektrodlardagi kuchlanishni o'zgartirib, siz elektrolitik hammom yoki elektrolizatorning elektrodlari bo'lgan oksidlovchi va qaytaruvchi moddalarning deyarli har qanday kuchini yaratishingiz mumkin. Ma'lumki, eng kuchli kimyoviy oksidlovchilardan 
hech biri olib tashlanishi mumkin emas ftorid ioni F uning elektroni. Ammo bu elektroliz paytida, masalan, erigan tuz NaF bo'lganda mumkin. Ushbu holatda katodda (qaytaruvchi vosita) metall natriy yoki kaltsiy ion holatidan chiqariladi: Na+ + e= Na0 anodda (oksidlovchi vosita) ftor ioni F ajralib chiqadi, manfiy iondan erkin holatga o'tadi: Fe= F0 ; F0 + F0 = F2 0 
Elektrodlarda chiqarilgan mahsulotlar bir-biri bilan kimyoviy o'zaro ta'sirga kirishishi mumkin, shuning uchun anod va katod b

o'shliqlari diafragma bilan ajralib turadi. Elektrolizning amaliy qo'llanilishi. Elektrokimyoviy jarayonlar zamonaviy texnologiyaning turli sohalarida keng qo'llaniladi analitik kimyo,biokimyo va hokazo. kimyo sanoati elektroliz natijasida xlor,va ftor, ishqorlar, xloratlar va perkloratlar, persulfat kislota va persulfatlar, kimyoviy toza vodorod va kislorod va boshqalar hosil bo'ladi, bu holda ba'zi moddalar katodda (aldegidlar, paraaminofenol va boshqalar), boshqalari elektrooksidlanish yo'li bilan qaytariladi. anodda (xloratlar, perkloratlar, kaliy permanganat va boshqalar). Elektroliz ichida gidrometallurgiya metall o'z ichiga olgan xom ashyoni qayta ishlash bosqichlaridan biri bo'lib, tovar metallar ishlab chiqarishni ta'minlaydi. Elektroliz eruvchan anodlar bilan - elektr tozalash jarayoni yoki erimaydigan anodlar bilan - elektroekstraktsiya jarayoni bilan amalga oshirilishi mumkin. Metalllarni elektr tozalashda asosiy vazifa - qabul qilinadigan energiya sarfi bilan katodli metallning zarur tozaligini ta'minlash. Rangli metallurgiyada elektrolizdan foydalaniladi metallarni qazib olish rudalardan va ularning tozalash... Alyuminiy, magniy, titan, sirkoniy, uran, berilliy va boshqalar eritilgan muhitlarni elektroliz qilish orqali olinadi. Uchun tozalash (tozalash) metall plitalar undan elektroliz orqali quyiladi va elektrolizatorga anod sifatida joylashtiriladi. Tok o'tganda tozalanadigan metall anodik erishga uchraydi, ya'ni kationlar holida eritmaga o'tadi. Keyin bu metall kationlari katodda chiqariladi, buning natijasida allaqachon toza metallning ixcham konlari hosil bo'ladi. Anoddagi aralashmalar erimaydigan bo'lib qoladi yoki elektrolitga o'tadi va chiqariladi. Elektrokaplama metall va metall bo'lmagan mahsulotlarning tuzlari eritmalari orqali to'g'ridan-to'g'ri elektr toki 
o'tganda ularning yuzasiga metall qoplamalarni qo'llash jarayonlari bilan shug'ullanadigan amaliy elektrokimyosohasi. Elektrokaplama elektrokaplama va elektrokaplamaga bo'linadi. Elektrokaplama (yunonchadan. berkitmoq) — elektrolizatorning katodi boʻlib xizmat qiluvchi, qoplanadigan metallga (ob'ektga) qattiq bogʻlangan (yopishgan) boshqa metalning metall yuzasiga elektrodozlanish. Mahsulotni qoplashdan oldin uning sirtini yaxshilab tozalash kerak (yog'dan tozalash va o'yib ishlangan), aks holda metall notekis joylashadi va qo'shimcha ravishda qoplama metallining mahsulot yuzasiga yopishishi (birikishi) mo'rt bo'ladi. Elektrokaplama qismni yupqa oltin yoki kumush, xrom yoki nikel qatlami bilan qoplash uchun ishlatilishi mumkin. Elektroliz turli metall yuzalarga eng yaxshi metall qoplamalarni qo'llash uchun ishlatilishi mumkin. Ushbu qoplama usuli bilan qism metallning tuz eritmasiga joylashtirilgan katod sifatida ishlatiladi, undan qoplamani olish kerak. Anod sifatida bir xil metalldan yasalgan plastinka ishlatiladi. Elektrotip matritsalar deb ataladigan turli xil metall bo'lmagan va metall buyumlardan nisbatan katta qalinlikdagi aniq, oson ajratib olinadigan metall nusxalarini elektroliz qilish orqali olish. Byustlar, haykallar va boshqalar elektrokaplama yordamida amalga oshiriladi. Elektrokaplama boshqa metallarga nisbatan qalin metall qoplamalarni qo'llash uchun ishlatiladi (masalan, nikel, kumush, oltin va boshqalardan "yamoq" qatlamini hosil qilish). Yuqoridagilardan tashqari, elektroliz boshqa sohalarda ham qo'llanilishini topdi: olish oksidi himoya plyonkalari metallar bo'yicha (anodlash); elektrokimyoviy sirtni tozalash metall mahsulot (sayqallash); elektrokimyoviy binoni metallar (masalan, mis, guruch, sink, xrom va boshqalar); suvni tozalash undan eruvchan aralashmalarni olib tashlash. Natijada yumshoq suv deb ataladigan (uning xususiyatlariga ko'ra distillanganga yaqin); elektrokimyoviy charxlash kesish asboblari (masalan, jarrohlik pichoqlari, ustaralar va boshqalar). Elektr toki elektrolit eritmasidan yoki eritmasidan o'tganda, elektrodlarda erigan moddalar yoki boshqa moddalar elektrodlarda ikkilamchi reaktsiyalar mahsuloti bo'lib chiqadi. Bu fizik-kimyoviy jarayon elektroliz deb ataladi. Elektrolizning mohiyati Elekrodlar tomonidan yaratilgan elektr maydonida o'tkazuvchan suyuqlikdagi ionlar tartibli harakatga keladi. Salbiy elektrod katod, musbat anod. Anionlar (gidroksil guruhi ionlari va kislota qoldiqlari) deb ataladigan manfiy ionlar anodga, musbat ionlar esa kationlar (vodorod, metallar, ammoniy va boshqalar) deb ataladi. Elektrodlarda oksidlanishqaytarilish jarayoni sodir bo'ladi: zarrachalarning (atomlar, molekulalar, kationlar) elektrokimyoviy qaytarilishi katodda, zarrachalarning (atomlar, molekulalar, anionlar) elektrokimyoviy oksidlanishi anodda sodir bo'ladi. 


XULOSA
Mening hulosam shumdan iboratki ushbu mavzu boyicha tuzgan mustaqil ishim ustuda organgan elektrolizdan foydalanish texnikada sanoatda qollanishi mohiyati haqida umumiy jarayonlar haqida tushuncha oldim. Tehnikada juda ham kop qollaniladigan jarayon elektroliz jarayoni hisoblanadi.