Законы электролиза Фарадея
При
электролизе масса превращенного вещества прямо пропорциональна количеству
электричества, прошедшего через электролитическую ячейку.
При
прохождении через электролит одного и того же количества электричества масса
превращенного вещества зависит от массы и заряда ионов вещества.
Два
закона электролиза — это всего лишь небольшая часть вклада Майкла Фарадея в
науку. Электролиз — это совокупность процессов, происходящих при пропускании
электрического тока через электролит — плавленое ионное вещество (например,
плавленая соль) или раствор, в котором присутствуют ионы. Электрический ток
проходит через электролит от одного электрода к другому. Положительно
заряженные ионы при этом движутся к отрицательному электроду, аноду, а
отрицательно заряженные — к положительному электроду, катоду. Химические
реакции происходят на электродах. Фарадей провел фундаментальные исследования
электролитов и создал законы, в которых говорится, что химические превращения
связаны с потоком электронов (то есть электрическим током): чем больше
электронов, тем больше химических превращений.
Электролиз
— это важный промышленный процесс, используемый как при получении определенных
металлов, так и при конечной обработке поверхностей методом нанесения
гальванического покрытия. Примером электролиза в действии может быть
электролитическое рафинирование меди после ее выделения из руды. Выступающие в
качестве катода тонкие листы чистой меди опускают в электролит, содержащий
раствор сульфата меди и серную кислоту, а слитки неочищенной меди подвешивают в
этом же растворе, и они действуют как анод. При пропускании электрического тока
анод начинает растворяться, и ионы меди, вместе с некоторым количеством ионов
железа и цинка, поступают в электролит. Остальные спутники меди, содержавшиеся
в слитках (включая значительное количество серебра, золота и платины), выпадают
в осадок и накапливаются на дне электролитической ванны. Ионы меди через
электролит направляются к катоду и осаждаются на нем. Цинк и железо остаются в
растворе.
В
промышленных масштабах в подобных ваннах за месяц можно очистить всего
несколько тонн меди, но при этом получается продукт 99,96-процентной чистоты.
Более того, благодаря извлечению из осадка благородных металлов окупается весь
процесс очистки. Кроме меди, электролитическим методом в промышленных масштабах
очищаются также магний, натрий и алюминий.
В
описанном выше процессе рафинирования меди атом меди переходит в электролит в
виде иона, теряя два электрона. Следовательно, на аноде он принимает два
электрона, и ион снова превращается в нейтральный атом меди (можно представить
себе, что эти два электрона бегут по проводу, как электрический ток). Согласно
первому закону Фарадея, для того чтобы очистить в два раза больше меди,
необходимо в два раза больше электронов.
Список литературы
Для
подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://elementy.ru/