Apibūdinkite elektrolizės procesą gaminant metalus

Elektrolizė yra procesas, kai elektros srovė naudojama cheminei reakcijai sukelti. Aptariama cheminė reakcija paprastai yra redukcijos-oksidacijos reakcija, kai atomai keičia elektronus ir keičia oksidacijos būsenas. Šis procesas gali būti naudojamas gaminant kietąsias metalines medžiagas, kurios yra naudingos galvanizuojant ir valant įvairius metalus.

Elektrolizei atlikti reikia dviejų priešingai įkrautų polių, vadinamų katodu ir anodu. Katodas yra neigiamai įkrautas; tai teigiamų jonų redukcijos vieta. Anodas yra teigiamai įkrautas; tai neigiamų jonų oksidacijos vieta. Elektrolitinėje ląstelėje šie du poliai yra prijungti prie išorinio maitinimo šaltinio. Kontūrą paprastai užbaigia druskos tirpalas, vadinamas elektrolitu. Gaminant metalą elektrolizės būdu, ant katodo susidarys metalo sluoksnis.

Redukcijos-oksidacijos - arba redokso - reakcijoje du skirtingi elementai keičiasi elektronais. Elektrolizės procese kietasis arba išlydytas metalas atsiras, kai teigiamai įkrautas metalo jonas įgyja elektronus taip, kad turėtų neutralų krūvį. Teigiami metalo jonai yra elektrolitiniame tirpale. Jie gali suformuoti kietą arba išlydytą metalą ant katodo, kai į aparatą įjungiama elektros srovė. Pavyzdžiui, elektrolitiškai išvalius aliuminį, aliuminio jonai iš elektrolito sumažės katode, susidarant labai grynam aliuminiui.

Norint, kad metalas būtų gaminamas, reikia pritaikyti elektrinį potencialą. Elektrolizės procese šis elektronų srautas paprastai gaunamas iš išorinės nuolatinės srovės. Įjungus elektros srovę, elektronai judės per išorinę grandinę, o teigiami jonai judės elektrolite. Tada katodas gali būti redukuojamas šiais elektronais ir jonais, kad susidarytų metalas.

Galvaninio dengimo procesą riboja teigiamų metalo jonų kiekis elektrolitiniame tirpale. Išnaudojus visus šiuos jonus, reakcija nebebus tęsiama. Vadinasi, daugiau metalo nesusidarys. Norėdami ir toliau formuoti daugiau metalo, į elektrolitinį tirpalą turite pridėti daugiau teigiamų metalo jonų.