Применение электролиза

ектролиз находит широкое применение в технике. Практически нет ни одной отрасли техники, где бы он ни применялся.

Электролизом расплавов соответствующих солей или гидроксидов получают щелочные и щелочно-земельные металлы, а также магний, берилий, алюминий.

Электролизом растворов солей получают медь, цинк, кадмий, никель, кобальт, марганец и другие металлы.

Электролитическое рафинирование металлов (медь, золото, серебро, свинец, олово и др.) используют для удаления из них примесей. При рафинировании анодом служит очищаемый металл. На аноде растворяются основной металл и примеси, потенциал которых отрицательнее потенциала очищаемого металла. Примеси, имеющие более положительный потенциал, выпадают на аноде в виде шлама. Примеси перешедшие в электролит периодически или непрерывно удаляются из электролита. Катионы основного металла разряжаются на катоде, образуя компактный осадок чистого металла.

Метод покрытия одного металла другим посредством электролиза называется гальваностегией. Гальваностегия используется для защиты металлов от коррозии, для упрочнения поверхности металла, в декоративных целях. При этом покрываемое изделие служит катодом, который опускают в электролитическую ванну с раствором соли того металла, который осаждается на этом изделии. Анодом служит металл покрытия, который растворяется в процессе электролиза и его ионы разряжаются и осаждаются на катоде.

Гальванопластика – это получение точных металлических копий с рельефных изображений предметов путём электролиза. Гальванопластика открыта русским учёным Б.С. Якоби. Чтобы скопировать предмет, изготавливают из воска матрицу – обратное (негативное) изображение данного предмета, которую покрывают графитом, делая её проводящим электрический ток. При пропускании электрического тока анод растворяется, а на катоде осаждается слой металла, который легко отделяется от предмета. Получается точная металлическая копия данного предмета. Для гальванопластики обычно применяют медь, но иногда используют и другие металлы – железо, никель, серебро. С помощью гальванопластики изготавливают клише для печатания бумаги, грампластинки и другие изделия. Так, в радиотехнике и приборостроении требуется очень тонкостенные изделия сложной формы (волноводы, сильфоны), которые изготавливают методом гальванопластики. Приготавливают алюминиевую форму, наносят на неё электролизом медный слой нужной толщины, затем форму растворяют в соляной кислоте или щелочи, с которыми медь не реагирует. Получается изделие с толщиной стенок, исчисляемой микронами.

Электролиз используют для электрохимической обработки металлов, которые трудно поддаются механической обработке. При электрохимической обработки металлов шлифование и полирование металлов быстро выравнивает грубо обработанную поверхность металла, придавая ей зеркальный блеск. При этом снимаемый металл остается в растворе, откуда он может быть извлечён и повторно использован.

Электролиз в химической промышленности используется для получения ценных химических продуктов, например водорода и кислорода из воды. Водород, полученный электролизом, используют в энергетике для охлаждения генераторов на тепловых и атомных электростанциях. Электролизом получают хлор и щелочь из раствора хлорида натрия, фтор – из расплавов его солей. Долгое время фтор не могли получить в свободном состоянии, так как ни один химический окислитель не может отнять у фторид-иона F^- его электрон. Однако окислительное действие электрического тока во много раз сильнее действия химических окислителей, поэтому отнять электрон из фторид-иона удалось лишь при электролизе расплава солей фтора. Электролизом получают такие окислители как пероксид водорода, перманганат калия, хроматы, хлораты, гипохлориты и т.п.