The elektrolytický článek je to médium, kde se k provedení reakce spontánní redukce oxidu používá energie nebo elektrický proud. Skládá se ze dvou elektrod: anody a katody.
Na anodě dochází k (+) oxidaci, protože na tomto místě některé prvky nebo sloučeniny ztrácejí elektrony; zatímco v katodě (-), redukce, protože v ní některé prvky nebo sloučeniny získávají elektrony.
V elektrolytickém článku k rozkladu některých dříve ionizovaných látek dochází procesem známým jako elektrolýza..
Aplikace elektrického proudu vytváří orientaci v pohybu iontů v elektrolytickém článku. Kladně nabité ionty (kationty) migrují směrem k nabíjecí katodě (-).
Mezitím záporně nabité ionty (anionty) migrují směrem k nabité anodě (+). Tento přenos náboje představuje elektrický proud (horní obrázek). V tomto případě je elektrický proud veden roztoky elektrolytu přítomnými v zásobníku elektrolytického článku..
Faradayův zákon elektrolýzy uvádí, že množství látky, které prochází oxidací nebo redukcí na každé elektrodě, je přímo úměrné množství elektřiny, které prochází článkem nebo článkem..
Rejstřík článků
Elektrolytický článek je tvořen nádobou, kde je uložen materiál, který projde reakcemi vyvolanými elektrickým nábojem..
Nádoba má pár elektrod, které jsou připojeny k baterii stejnosměrného proudu. Elektrody, které se obvykle používají, jsou vyrobeny z inertního materiálu, to znamená, že se nepodílejí na reakcích.
K baterii lze zapojit sériově ampérmetr pro měření intenzity proudu protékajícího roztokem elektrolytu. Podobně je paralelně umístěn voltmetr pro měření rozdílu napětí mezi dvojicí elektrod..
Je výhodné použít roztavený chlorid sodný nad pevným chloridem sodným, protože tento nevede elektřinu. Ionty vibrují uvnitř vašich krystalů, ale nemohou se volně pohybovat.
Elektrody vyrobené z grafitu, inertního materiálu, jsou připojeny ke svorkám baterie. K kladnému pólu baterie je připojena elektroda, která tvoří anodu (+).
Mezitím je druhá elektroda připojena k zápornému pólu baterie a tvoří tak katodu (-). Když z baterie teče proud, je pozorováno následující:
Na katodě (-) dochází ke snížení iontu Na+, které se při získání elektronu transformují na kovový Na:
Na+ + a- => Na (l)
Stříbřitě bílý kovový sodík plave nad roztaveným chloridem sodným.
Naopak k oxidaci iontu Cl dochází na anodě (+)-, protože ztrácí elektrony a stává se plynným chlorem (Cldva), proces, který se projevuje výskytem světle zeleného plynu na anodě. Reakci, která nastává na anodě, lze popsat následovně:
2Cl- => Cldva (g) + 2 e-
Tvorba kovového Na a Cl plynudva z NaCl nejde o spontánní proces, který vyžaduje teploty vyšší než 800 ° C. Elektrický proud dodává energii tak, že k indikované transformaci dochází na elektrodách elektrolytického článku..
Elektrony jsou spotřebovány na katodě (-) v redukčním procesu a jsou produkovány na anodě (+) během oxidace. Proto elektrony protékají vnějším obvodem elektrolytického článku z anody na katodu..
Baterie stejnosměrného proudu dodává energii elektronům, aby spontánně proudily z anody (+) na katodu (-).
Downův článek je adaptací elektrolytického článku popsaného a používaného pro průmyslovou výrobu kovového Na a plynného chloru..
Downův elektrolytický článek má zařízení, která umožňují samostatný sběr kovového plynného sodíku a chloru. Tento způsob výroby kovového sodíku je stále velmi praktický.
Po uvolnění elektrolýzou je tekutý kovový sodík vypuštěn, ochlazen a rozřezán na bloky. Následně se skladuje v inertním médiu, protože sodík může při kontaktu s vodou nebo atmosférickým kyslíkem explozivně reagovat..
Plynný chlor se v průmyslu vyrábí hlavně elektrolýzou chloridu sodného levnějším způsobem než výroba kovového sodíku.
-V průmyslu se elektrolytické články používají při elektrolytické rafinaci a galvanizaci různých barevných kovů. Téměř veškerý vysoce čistý hliník, měď, zinek a olovo se průmyslově vyrábějí v elektrolytických článcích..
-Vodík se vyrábí elektrolýzou vody. Tento chemický postup se také používá při získávání těžké vody (DdvaNEBO).
-Kovy jako Na, K a Mg se získávají elektrolýzou roztavených elektrolytů. Nekovy, jako jsou fluoridy a chloridy, se také získávají elektrolýzou. Také sloučeniny jako NaOH, KOH, NadvaCO3 a KMnO4 jsou syntetizovány stejným postupem.
-Proces potahování spodního kovu kvalitnějším kovem je známý jako galvanické pokovování. Účelem je zabránit korozi dolního kovu a zvýšit jeho atraktivitu. Pro elektrolytické pokovování se pro tento účel používají elektrolytické články..
-Nečisté kovy lze rafinovat elektrolýzou. V případě mědi se na katodu pokládají velmi tenké plechy a na anodě se zjemňují velké tyče nečisté mědi.
-Použití dýhovaných předmětů je ve společnosti běžné. Klenoty a nádobí jsou obvykle postříbřeny; zlato se elektrolyticky nanáší na šperky a elektrické kontakty. Mnoho předmětů je pro dekorativní účely pokryto mědí.
-Automobily mají blatníky z chromové oceli a další díly. Chromování nárazníku automobilu trvá pouze 3 sekundy chromování, aby se vytvořil lesklý povrch o tloušťce 0,0002 mm.
-Rychlé elektrolytické vylučování kovu vytváří drsné černé povrchy. Pomalé elektrolytické nanášení vytváří hladké povrchy. „Plechovky“ jsou vyrobeny z oceli potažené cínem elektrolýzou. Někdy jsou tyto plechovky pochromovány za zlomek sekundy s tloušťkou extrémně tenké chromované vrstvy.
Zatím žádné komentáře