Электролиз в растворах

Электролиз в растворах

Электролиз расплавов и растворов электролитов имеет очень широкое применение на практике. Почти в каждом заводе есть гальванический цех. В нашей жизни мы каждый день сталкиваемся с изделиями, полученными на основе этого процесса.

Кроме этого, недавно, на уроках химии мы изучали процесс получения металлов, в котором, конечно же, не обошлось без электролиза. К сожалению, этот момент был изучен недостаточно подробно, а нас он очень заинтересовал, в связи с этим подробно ознакомились с теоретической частью данного процесса, а также раскрыли его на практике.

В нем представлено несколько опытов по изучению этих свойств. Эта тема на данный момент очень актуальна, т.к. электролиз имеет широкое распространение в технике, с помощью него получают чистые металлы, изготавливают множество медикаментов, также электролиз используется для создания клише для печатных денежных знаков. В этой работе я рассмотрел поведение электрического тока в различных условиях.

Таким образом, тема очень актуальна в наше время, дает возможность её глубокого раскрытия, а также дальнейшего изучения и разработки.

Цель исследования

выяснение природы электрического тока в жидких проводниках и рассмотрение его применения на практике.

Поставленная цель потребовала решения ряда взаимосвязанных задач:

• изучение механизма электрического тока в жидких проводниках;

• рассмотрение открытия явления электролиза;

• ознакомление с краткими биографиями ученых, участвующих в исследовании этого процесса;

• изучение применения электролиза (тяжёлая вода, получение металлов, гальваническое производство);

• проведение экспериментов с использованием процесса электролиза.

Правила работы с электрическим током.

1. В лаборатории необходимо соблюдать тишину и порядок, бережно обращаться с электрооборудованием, соблюдать чистоту на рабочем месте, соблюдать правила техники безопасности.

2. Включить электроустановку после сборки и проверки ее схемы допускается только в присутствии преподавателя или лаборанта. Если по условиям работы требуется изменить схему соединений, то это нужно сделать при снятом напряжении ( после отключения ); перед включением электроустановки вновь предъявить ее для проверки преподавателю или лаборанту.

3. Одежда учащихся при выполнении работ, связанных с использованием электрических машин, должна быть прилегающей во избежании захвата ее вращающимися частями, должен быть надет головной убор.

4. Во время работы электроустановки или в то время, когда она находится под напряжением, запрещается касаться токоведущих и вращающихся частей во избежание электрической или механической травмы.

5. При использовании переносных контрольно- измерительных приборов необходимо следить за исправным состоянием изоляции их проводов и наконенчников.

6. В случае поражения человека электрическим током немедленно отключить электроустановку, вызвать преподавателя или лаборанта, а при необходимости врача. До прибытия врача немедленно оказать пострадавшему медицинскую помощь согласно инструкции (искусственное дыхание, непрямой массаж сердца и др.).

1. Электролиз раствора сульфата меди.

Оборудование:U-образная трубка с графитовыми электродами, 10 % -раствор хлорида меди.

Налить в U-образную трубку раствор хлорида меди так, чтобы концы электродов были погружены в раствор на 4-5 см. Электроды прибора включаются в цепь постоянного тока (от выпрямителя).

Полное уравнение : Cu SO₄+ Н2О= Cu⁰ + O₂↑+ H₂

Электролиз раствора FeSO4 с активным железным анодом.

Fe – активный анод, в качестве электролита – водный раствор FeSO4

FeSO4= Fe²⁺+ SO4 ^2-

При электролизе раствора FeSO4 с цинковыми электродами концентрация FeSO4 в растворе остается постоянной, процесс сводится к переносу материала анода на катод (процесс электрохимического рафинирования):

на катоде: Fe²⁺ +2ē → Fe

на аноде: Fe − 2ē → Fe²⁺

Раствор сульфата железа с массовой долей– 10 %.

Определим выход электролиза. Рассчитываем массу железа, выделившегося на катоде по уравнению М. Фарадея.

m_в=(Э*I*t)/96 500

Гальваностегия(от греч. покрывать) – это электроосаждение на поверхность металла другого металла, который прочно связывается с покрываемым металлом (или специально обработанным неметаллическим предметом), служащим катодом электролизера. Покрытие изделий цинком, кадмием, никелем, хромом, золотом и другими металлами придает изделиям не только красивый внешний вид, но и предохраняет металл от коррозионного разрушения.

Гальванопластика – получение путем электролиза точных, легко отделяемых металлических копий (матриц) с различных как неметаллических, так и металлических рельефных предметов. С помощью гальванопластики изготовляют бюсты, статуи и т. д.

Гальванотехника – область прикладной электрохимии, занимающаяся процессами нанесения металлических покрытий на поверхность как металлических, так и неметаллических изделий при прохождении постоянного электрического тока через растворы их солей. Особо необходимо отметить значение гальванических покрытий в высоких технологиях (HiTec) таких, как микроструктурная техника, электроника и другие. Гальванотехника подразделяется на гальваностегию и гальванопластику.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Электролиз - основной метод промышленного производства алюминия, хлора и едкого натра, важнейший способ получения фтора, щелочных и щелочноземельных металлов, эффективный метод рафинирования металлов.

Преимущества электролиза перед химическим методами получения целевых продуктов заключаются в возможности сравнительно просто управлять скоростью и селективной направленностью реакций. Условия электролиза легко контролировать, благодаря чему можно осуществлять процессы как в самых "мягких", так и в наиболее "жёстких" условиях окисления или восстановления, получать сильнейшие окислители и восстановители, используемые в науке и технике.

Исследование процессов электролиза не потеряло своей актуальности и в настоящее время, т.к. не только обогащает теоретические положения об этом достаточно сложно физико-химическом явлении, но и позволяет определить перспективные направления практического использования этого процесса с целью получения целевых продуктов с заданными свойствами и качествами.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Браун Т., .Лемей Г.Ю. Химия в центре наук -2, - Мир Москва.1997 г

2. Волович П.М., Бровко М.И. Готовимся к экзамену по химии - Айрис-пресс; 2006 г

3. Егоров А.С. Репетитор по химии - Издательство: Феникс 2002 г.

4. Третьяков К.А. Методические указания к лабораторным работам по химии - Свердл. инж.-пед.ин-т. Екатеринбург, 1995 г

5. Мухленов И.П., Авербух А.Я. и др. Важнейшие химические производства - «Высшая школа», г. Москва. 1990 г

4