|
|
Большая Советская Энциклопедия (цитаты)
|
|
|
|
|
Электролиз | Электролиз (далее Э) (от электро... и греч. lysis - разложение, растворение, распад), совокупность процессов электрохимического окисления-восстановления на погруженных в электролит электродах при прохождении через него электрического тока. Э лежит в основе электрохимического метода лабораторного и промышленного получения различных веществ - как простых (Э в узком смысле слова), так и сложных (электросинтез).
Изучение и применение Э началось в конце 18 - начале 19 вв., в период становления электрохимии. Для разработки теоретических основ Э большое значение имело установление М. Фарадеем в 1833-34 точных соотношений между количеством электричества, прошедшего при Э, и количеством вещества, выделившегося на электродах (см. Фарадея законы). Промышленное применение Э стало возможным после появления в 70-х гг. 19 в. мощных генераторов постоянного тока.
Особенность Э - пространственное разделение процессов окисления и восстановления: электрохимическое окисление происходит на аноде, восстановление - на катоде. Э осуществляется в специальных аппаратах - электролизерах.
Э происходит за счет подводимой энергии постоянного тока и энергии, выделяющейся при превращениях на электродах. Энергия при Э расходуется на повышение гиббсовой энергии системы в процессе образования целевых продуктов и частично рассеивается в виде теплоты при преодолении сопротивлений в электролизере и в других участках электрической цепи.
На катоде в результате Э происходит восстановление ионов или молекул электролита с образованием новых продуктов. Катионы принимают электроны и превращаются в ионы более низкой степени окисления или в например при восстановлении ионов (3+e- ® 2+), электроосаждении меди (2+ + 2e-® ). Нейтральные молекулы могут участвовать в превращениях на катоде непосредственно или реагировать с промежуточными продуктами катодного процесса. На аноде в результате Э происходит окисление ионов или молекул, находящихся в электролите или принадлежащих материалу анода (анод растворяется или окисляется), например: выделение (4-® 4e- + 22 + 2) и (21-®2e- + 2), образование (3+ + 3- + 2 ® 42- + 5+ + 3e-), растворение меди ( ® 2+ + 2e-), оксидирование (2 + 32 ® 23 +6Н+ + 6e-). Электрохимическая реакция получения того или иного вещества (в молекулярном или ионном состоянии) связана с переносом от электрода в электролит (или обратно) одного или нескольких зарядов в соответствии с уравнением реакции. В последнем случае такой процесс осуществляется, как правило, в виде последовательности элементарных одноэлектронных реакций, то есть постадийно, с образованием промежуточных ионов или радикальных частиц на электроде, часто остающихся на нем в адсорбированном состоянии.
Скорости электродных реакций зависят от состава и концентрации электролита, от материала электрода, электродного потенциала, температуры и ряда других факторов. Скорость каждой электродной реакции определяется скоростью переноса электрических зарядов через единицу поверхности электрода в единицу времени; мерой скорости, следовательно, служит плотность тока.
Количество образующихся при Э продуктов определяется законами Фарадея. Если на каждом из электродов одновременно образуется ряд продуктов в результате нескольких электрохимических реакций, доля тока (в %), идущая на образование продукта одной из них, называется выходом данного продукта по току.
Преимущества Э перед методами получения целевых продуктов заключаются в возможности сравнительно просто (регулируя ток) управлять скоростью и селективной направленностью реакций. Условия Э легко контролировать, благодаря чему можно осуществлять процессы как в самых "мягких", так и в наиболее "жестких" условиях окисления или восстановления, получать сильнейшие окислители и восстановители, используемые в науке и технике. Э - основной метод промышленного производства и едкого натра, важнейший способ получения щелочных и щелочноземельных металлов, эффективный метод рафинирования металлов. Путем Э воды производят и Электрохимический метод используется для синтеза органических соединений различных классов и многих окислителей (персульфатов, перманганатов, перхлоратов, перфторорганических соединений и др.). Применение Э для обработки поверхностей включает как катодные процессы гальванотехники (в машиностроении, приборостроении, авиационной, электротехнической, электронной промышленности), так и анодные процессы полировки, травления, размерной анодно-механической обработки, оксидирования (анодирования) металлических изделий (см. также Электрофизические и электрохимические методы обработки). Путем Э в контролируемых условиях осуществляют защиту от коррозии металлических сооружений и конструкций (анодная и катодная защита).
Лит. см. при ст. Электрохимия.
Э В. Касаткин. |
Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска
|
|
 |
 |
 |
|
|
|
Новости 22.12.2024 18:56:25
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
