Электролиз - это процесс использования электрического тока для индукции химической реакции. Рассматриваемая химическая реакция обычно является реакцией восстановления-окисления, в которой атомы обмениваются электронами и меняют степень окисления. Этот процесс можно использовать для производства металлических твердых частиц, которые используются для гальваники и очистки различных металлов.
Базовая установка электролиза
Электролиз требует двух противоположно заряженных полюсов, называемых катодом и анодом. Катод заряжен отрицательно; это место восстановления положительных ионов. Анод заряжен положительно; это место окисления отрицательных ионов. В электролитической ячейке эти два полюса подключены к внешнему источнику питания. Цепь обычно замыкается солевым раствором, называемым электролитом. При производстве металла электролизом на катоде образуется слой металла.
Природа реакции
В окислительно-восстановительной или окислительно-восстановительной реакции два разных элемента обмениваются электронами. В процессе электролиза твердый или расплавленный металл появляется, когда положительно заряженный ион металла приобретает электроны, так что он имеет нейтральный заряд. Положительные ионы металлов присутствуют в растворе электролита. При подаче электрического тока на катод они могут образовывать твердый или расплавленный металл на катоде. Например, при электролитической очистке алюминия ионы алюминия из электролита будут восстанавливаться на катоде, образуя очень чистый алюминий.
Применение электричества
Для производства металла должен быть приложен электрический потенциал. В процессе электролиза этот поток электронов обычно исходит от внешнего постоянного тока. После подачи электрического тока электроны будут перемещаться по внешней цепи, а положительные ионы будут перемещаться в электролите. Затем катод может подвергнуться восстановлению этими электронами и ионами с образованием металла.
Конечная точка гальваники
Процесс гальваники ограничен количеством положительных ионов металла в растворе электролита. Как только все эти ионы будут израсходованы, реакция не сможет продолжаться. Следовательно, металл больше не образуется. Чтобы продолжить образование большего количества металла, вы должны добавить больше положительных ионов металла в раствор электролита.