ЭЛЕКТРОЛИЗ

Материал из Юнциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Электролиз — под таким названием объединяются физико-химические процессы, происходящие на электродах, когда через растворы или расплавы электролитов проходит электрический ток. Механизмы процессов, протекающих на положительном и отрицательном электродах, различны. На аноде идет реакция электрохимического окисления, поскольку там ионы, атомы или молекулы отдают электроны. Напротив, на катоде к различным частицам присоединяются электроны, и те реакции, которые здесь происходят, — это реакции электрохимического восстановления.

Электролиз подчиняется законам, которые были открыты английским ученым М. Фарадеем в 1833—1834 гг.

Первый закон Фарадея гласит: количество вещества Му выделяющегося на электроде, прямо пропорционально электрическому заряду q, прошедшему через электролит: М = kq.

Коэффициент пропорциональности k, численно равный массе вещества, выделившегося при прохождении через электролит единицы электрического заряда, называется электрохимическим эквивалентом вещества. При пропускании через электролит постоянного тока I в течение времени t с q=It и М=kIt.

Согласно второму закону, электрохимические эквиваленты элементов прямо пропорциональны их химическим эквивалентам:

k = cA/Z, где отношение атомного веса А элемента к его валентности Z называется химическим эквивалентом. Количество вещества, масса которого, выраженная в граммах, равна его химическому эквиваленту, называется г р а м м-э квивалентом. Величина F=1/с называется числом Фарадея. F равно электрическому заряду, который нужно пропустить через электролит для выделения на электроде 1 грамм-эквивалента любого вещества:

F = 96494 к/г-экв ≈ 9,65•104 к/г-экв.

Величина F равна произведению заряда электрона на число Авогадро (см. Авогадро закон и число).

Электролиз — физико-химический процесс, отражающий тесную связь физических и химических явлений. Он находит весьма широкое практическое применение. С его помощью получают многие химические соединения, которые иным путем приготовить не удается, чистые металлы в виде порошков и т. д. Процесс электролиза используется для коррозионной защиты различных металлов.

На практике электролиз проводят в специальных аппаратах — электролизерах. Их изготовляют из стали, керамических материалов, стекла, пластических масс. Электроды делают из различных металлов и сплавов. Иногда в ходе электролиза на аноде и катоде образуются такие вещества, взаимодействия которых надо избежать. С этой целью в электролизер вставляют пористую перегородку — диафрагму.