Electroliza - care este, platforma de conținut

Mama mea lucrează la fabrica de cupru. Aceasta planta produce cupru pur, care este produs din minereu extras în munții noștri. Mă întrebam cum de „pietre“ a lua de metal?

Se pare că primul minereu este tratat în mai multe moduri diferite, este zdrobit, uscat, îmbogăți, se topește într-un mare cuptoare speciale până la a scăpa de „gunoi“ - zgură, și va fi din metal aproape pură. Dar asta nu e tot! Pentru a obține un cupru pur cu adevărat pentru a face lucru simplu, dar uimitor - Electroliza.

Apoi, am stabilit pentru a afla mai multe în detaliu ceea ce este - electroliza?

Se pare că aceasta este o modalitate simplă de a împărtăși unele materiale cu ajutorul energiei electrice.

Pentru a atinge obiectivul nostru, ne-am stabilit noi înșine sarcina:

- știu ce se întâmplă în timpul electrolizei este separat de o substanță de curent;

- desena experimente simple cu apă și sare;

- Învățăm cum să folosească industria electrolizei.

Ipoteză: Am emis ipoteza ca procesul de electroliza poate fi realizată la domiciliu și observa cum vor fi transformarea substanțelor de la una la alta.

Subiect - dezvăluind importanța electroliză în metalurgie.

Desigur, pentru a reproduce tehnologia completă pentru a produce cupru pur este prea dificil acasă. Acest lucru necesită excipienți diferiți, și aceeași cupru.

Acest lucru ne va ajuta la astfel de surse de cunoștințe ca literatură și manuale relevante.

Termenul „electroliză“ înseamnă „descompunere de energie electrică“. Când acest fenomen elemente din care materialul este compus, pot fi separate datorită trecerii curentului electric prin el. Să aflăm de ce și cum se întâmplă.

Cred că mulți dintre voi știți deja că toate substanțele sunt compuse din molecule, și molecule care, la rândul lor sunt compuse din atomi. Atomii au un nucleu încărcat pozitiv, în jurul căreia electronii sunt negative.

De obicei, atomul în aceeași cantitate de particule pozitive în electroni de bază și negative în jurul nucleului. Apoi, taxa totală a atomului este zero, adică, el nu este încărcat pozitiv sau negativ. Astfel de atomi sunt numite neutre.

Dar electronii pot părăsi atomul sau un salt la un alt atom. Când un electron din atomul off, particulele pozitive în miez este mai mare decât electronii în jurul nucleului, iar atomul devine încărcat pozitiv.

Invers, când atomul de muște de electroni în plus, atomul devine încărcat negativ.

Astfel de atomi și molecule în care electronii este mai mare sau mai mică decât starea lor neutre, numite ioni. Adică, ionii de atomi au acum un plus sau minus sarcină electrică.

Un particule încărcate (electroni și ioni) în câmpul electromagnetic începe să se deplaseze în direcții diferite, adică un curent electric.

La soluția a trecut prin curentul electric, cei doi electrozi sunt scufundate în lichid; electrod conectat la polul pozitiv al sursei de alimentare, numită anodul; electrod conectat la polul negativ - catod. O soluție în sine, prin care curent va curge, este numit electrolit.

Deci, până la diferite părți ale electrolitului anod și catod, putem împărți materialul în două părți: într-o parte, la catod, ionii pozitivi vor rula, iar celălalt la anod - ionii negativi.

Fenomenul de electroliză a fost descoperit în 1800 de către savanți britanic Nicholson și Carlyle, observa evoluția bule de oxigen la anod și hidrogen la catod când scufundat în apă.

Să facem un experiment simplu, cu apă de la robinet și sare comună în alimente.

1.1. Ce se întâmplă cu apă atunci când curentul electric trece prin ea? (Experiența cu apă)

· Izolate fire electrice cu capete stripate,

· O baterie mică sau sursa de tensiune (9-12),

· Două șuruburi mari (șuruburi)

· Clothespins „crocodili“ pentru șuruburi de fixare.

2. La capetele libere ale firelor fixa.

3. se toarnă într-un pahar de apă și se adaugă sare.

4. șuruburi omită în sticlă, la o distanță suficientă unul față de celălalt.

Rezultat: bule (acest catod) format în jurul unuia dintre șuruburi.

5. Lasă de ceva timp în șuruburile de apă.

Rezultat: Apa cu bule în jurul șurubului devine gălbuie, iar în jurul celuilalt apa șurub se închide la culoare.

6. Opriți curentul electric și scoateți șuruburile din apă.

Rezultat: Partea de jos a sticlei este precipitat vizibil de culoare verzuie.

Acest lucru se datorează faptului că am observat fenomenul - transformările chimice - datorită trecerii curentului prin apă. Curentul electric se descompune apa în oxigen și hidrogen (bule umplute cu hidrogen) sare, șuruburi de fier și le transformă în alte substanțe. Acest lucru poate fi văzut, deoarece ele colorează apa sau precipita pe fundul paharului. Se dă fier precipitat verzui, care este eliberat din șuruburile în soluție.

Acum, știind cum se întâmplă, înapoi la electroliza cuprului, care este ultima etapă în procesul de fabricație a plantelor de cupru cupru pur.

În cazul în care minereul este curățată de impurități diverse, folosind topire, suflare și alte tehnici, acesta va fi în continuare alte câteva zecimi de procent de impurități (și printre ei de aur și argint). Aceasta se numește „cupru brut“. Dar acest lucru este încă de metal, care este prea mult de alte metale!

Deci, după răcirea cuptorului și formele de dozare
viitori anozi -
foi groase de cupru. blister

Odată ce acest lucru a trebuit să fie reconciliate. Acum putem merge mai departe. Cuprul este trimis pentru electroliza. Acționând ca Catodul foile subțiri de cupru pur este cufundat într-un electrolit care conține sulfat de cupru și acid sulfuric, iar blister lingouri de cupru brut este suspendat în aceeași soluție, și acționează ca un anod.

catozii Future - foi subțiri de cupru pur

Când un anod de curent electric începe să se dizolve și ionii de cupru, împreună cu unele dintre ionii de fier și zinc intră în electrolit. Sateliții rămase de cupru conținute în bare (inclusiv o cantitate semnificativă de argint, aur și platină), precipită și se acumulează pe fundul băii electrolitice. ionii de cupru sunt dirijate prin electrolit la catod și sunt depozitate pe acestea. Un zinc și fier rămân în soluție.

Într-o scară industrială în aceste băi în ultima lună pot fi curățate doar câteva tone de cupru, dar este un produs de puritate 99,99 la sută. Mai mult, datorită extracției metalelor prețioase precipită plătește întregul proces de purificare. Pe lângă metoda electrolitică de cupru la scară industrială, de asemenea, eliminate de magneziu, sodiu și aluminiu.

In electroliză industrial este utilizat pe scară largă pentru acoperirea obiectelor metalice cu un strat subțire de altul, mai multe metale prețioase: aur, argint și crom. Acest lucru se face în scopul de a proteja obiectul de coroziune sau pentru decorarea acestuia. De exemplu, la linguriță de argint, este agățată la unul dintre electrozii și înmuiată într-o soluție care conține argint. Aceeași soluție a fost scufundată celălalt electrod. Când curentul electric trece particulele de argint sunt izolate și depozitate într-o lingură.

Electroliza este utilizat în producția de aluminiu, pentru curățarea metalelor din impurități. Bateriile auto electrolizei permite transformarea energiei electrice în energie chimică, adică, pentru a produce taxa.

Reacțiile chimice au loc pe electrozi. Faraday realizat legi de cercetare fundamentală și electroliți create și care presupun ca transformările chimice asociate cu fluxul de electroni (adică curent electric): mai mulți electroni, transformările mai chimice.

Minerit și primirea de metale neferoase sunt de o mare importanță economică. Într-adevăr, în unele cazuri, metale neferoase sunt indispensabile. Aluminiu - „regele aer“ - principalul material în avion. Asistentul său principal în avion supersonic - titan. Aliaje de titan sunt oarecum mai grele decât aluminiul, dar mai durabil și poate rezista de două ori temperatura de funcționare mai mare. titan pur funcționează bine în soluții de săruri și acizi. De la ea, așa că face pompe, conducte, robinete pentru plantele hidrometalurgice.

Aluminiu în același timp concurent și asistentul din cupru electric, staniu - la fabricarea cutiilor, bronz și plumb - în cojile de cabluri electrice. aluminiu infiltrate și construcții: ea se face rame de ferestre și cercevele, cu care se confruntă diferite părți ale unui tablou frumos. Apar și clădiri, structuri și pereții sunt construite din aluminiu și aliajele sale. Pulberi din aluminiu fac explozivi.

Prin metalurgiști trebuie să aibă capacitatea de a obține aceste metale într-un loc curat sau foarte curat. Metalul este puritate tipic 0,01-0,1% permite impurități la un metal pur - doar 0,001-0,01%. Dar, uneori, este nevoie de o astfel de metal de puritate contul impurități nu mai este pe interes sunt, și atomii, permițând, de exemplu, doar un singur atom de impuritate per miliard de atomi de metal de bază.

Am învățat că această electroliză, cum și de ce se întâmplă. Independent efectuat un experiment și a făcut electroliza apei sare pentru a vedea modul în care soluția a schimbat culoarea, și precipitatul a apărut. Am învățat cât de important este pentru industria metalurgică și în orașul nostru, de asemenea.

Povestea noastră cu privire la utilizarea de electroliză pentru producerea metalelor neferoase este foarte scurt. Producerea de metale neferoase și a aliajelor - o știință complexă. El a dedicat lucrărilor de mulți oameni de știință celebri. Aceasta este o profesie interesantă, care poate deveni o chestiune de viață și de inginer om de știință.

1. „Carte mare de experimente“