Самае шырокае прымяненне электролізу

На мяжы 18 і 19 стагоддзяў было зроблена некалькі адкрыццяў, якія сталі штуршком для нараджэння новай навукі - электрахіміі. А заснавальнікамі гэтай навукі сталі двое навукоўцаў. Гэта італьянскі фізіёлаг Л. Гальвани і англійская фізік А. Вольт, які ў 1799 г. стварыў першы крыніца хімічнага току - «вольтаў слуп». Менавіта гэтым навукоўцам удалося высветліць, што калі электрычны ток праходзіць праз водны раствор якой-небудзь солі, то ў гэтым растворы адбываюцца хімічныя ператварэння, якія цяпер называюць электралітычнымі. Сам па сабе электроліз з'яўляецца даволі складанай сукупнасцю розных працэсаў. Гэта міграцыя (адмоўныя іёны імкнуцца да анода, а станоўчыя да катода) і дыфузія іёнаў. Гэта таксама розныя электрахімічнай і хімічныя рэакцыі, якія ўзнікаюць паміж самімі прадуктамі электролізу, паміж гэтымі прадуктамі і электралітам, паміж імі і электродамі.

А вывучэнне гэтых працэсаў мае не толькі навуковую каштоўнасць. Практычнае прымяненне электролізу зараз вельмі актуальна. Напрыклад, чысты вадарод, натрый або нікель можна атрымаць толькі такім чынам. І ў прамысловасці электралітычныя працэсы выкарыстоўваюць для самых розных мэтаў. З іх дапамогай атрымліваюць неарганічныя рэчывы, такія як кісларод, вадарод, шчолачы, хлор і іншыя неметалы. Таксама электроліз ўжываюць для ачысткі некаторых металаў (срэбра, медзі). Яшчэ электралітычныя працэсы сталі асновай для атрымання літыя, калія, натрыю, цынку, магнію і іншых металаў, а таксама металічных сплаваў.

Акрамя гэтага прымяненне электролізу ў тэхніцы - гэта яшчэ і атрыманне арганічных рэчываў, гальванічных пакрыццяў і апрацоўка металічных паверхняў (электрополировка, борирование, ачыстка і азатавання). Ёсць яшчэ электрафарэз, электродиализ, гальванопластика і іншыя падобныя працэсы, якія маюць практычнае прымяненне. Таксама каштоўнасць электролізу заключаецца ў тым, што з яго дапамогай атрымліваюцца чыстыя, практычна стопрацэнтныя металы.

Узяць хаця б медзь. У меднай рудзе ўтрымліваюцца яе вокіслы, сярністыя злучэння, а таксама прымешкі іншых металаў. І медзь, атрыманая з гэтай руды, з усімі гэтымі прымешкамі адліваецца ў выглядзе пласцін. Потым гэтыя пласціны ў якасці анода змяшчаюцца ў раствор сульфату медзі (CuSO4). І далей варта прымяненне электролізу. На электроды ванны падаецца пэўнае напружанне і на катодзе вылучаецца чысты метал. А ўсе староннія прымешкі выпадаюць у асадак або пераходзяць у электраліт, ня вылучаючыся на катодзе.

Таксама прымяненне электролізу актуальна і для атрымання алюмінія. Водны раствор у гэтым працэсе не ўжываецца, яго замяняюць расплаўленыя баксіты. У такіх рудах змяшчаецца вокіс алюмінія, а таксама вокіс жалеза і крэмнію. Пасля апрацоўкі баксітаў шчолаччу атрымліваюць прадукт, званы гліназёму. Гэты глинозем загружаецца ў вогнетрывалы печ, на дне і сценках якой выкладзеныя вугальныя пласціны. Гэтыя пласціны падлучаныя да мінусу крыніцы сілкавання. А да плюсу падключаюць вугальны анод, які праходзіць праз сценку гэтай печы. І пры апусканні анода ў печ ўзнікае электрычная дуга, растопліваецца глинозем. Потым ужо ў гэтай расплаўленай масе адбываецца электралітычнай працэс. І на дне печы запасіцца чысты (да 99,5%) алюміній, які потым разліваецца па формах.

Але прымяненне электролізу гэта не толькі электрометаллургия. Такім спосабам можна адны металы пакрываць пластом іншага металу. Называецца гэты працэс гальваностегией і ўжываецца ён для таго, каб засцерагчы паверхню металу ад акіслення, надання ёй большай трываласці, а таксама для надання гэтай паверхні лепшага вонкавага выгляду. І ў якасці пакрыццяў звычайна ўжываюць нікель і хром, якія мала схільныя акісленню або высакародныя металы, такія як срэбра і золата.

У гэтым выпадку выраб, якое падлягае гальванічным пакрыццём, старанна абястлушчваюць, чысцяць і паліруюць. Потым яго ў якасці катода змяшчаюць у гальванічную ванну. Электралітам ў гэтай ваннай служыць раствор солі металу, якім будзе пакрывацца вырабы. А анод выконваецца з таго ж металу. І каб гэта пакрыццё атрымалася раўнамерным, катод змяшчаецца паміж двума анодамі. Потым на электроды падаецца ток вызначанай магутнасці, і катод пакрываецца пластом срэбра, золата, нікелю або хрому.

Ёсць яшчэ такое прымяненне электролізу, якое называюць гальванопластикой. Гэтым метадам атрымліваюць копіі з розных металічных прадметаў (медалёў, манет, барэльефаў). Для гэтага з пластычнага матэрыялу, такога як воск, робіцца копія прадмета. Потым яе пакрываюць графітавай пылам, каб надаць ёй электраправоднасці і змяшчаюць гэтую копію ў ванну, дзе яна служыць у якасці катода. І метадам электролізу гэтая копія пакрываецца пластом металу патрэбнай таўшчыні. А воск затым выдаляецца шляхам награвання. І гэта толькі малая частка магчымасцяў, якія дае метад пад назвай электроліз.