Застосування електролізу в практичній діяльності людини
Електроліз широко використовується в наступних галузях промисловості:
- Виділення та очищення металів.
- Одержання алюмінію, магнію, натрію, кадмію.
- Одержання лугів, хлору, водню.
- Очищення міді, нікелю, свинцю.
- Процеси напилення захисних покриттів з метою захисту металів від корозії.
Електроліз (від грецьк. «лізис» – розкладання, розчинення, розпад) – це сукупність фізико-хімічних явищ на електродах, що знаходяться в рідині, при проходженні електричного струму. Наприклад, якщо занурити у воду два електроди і згодом підключити їх до джерела постійного струму, ми зможемо спостерігати, що навколо електродів виділяються велика кількість бульбашок – це буде водень та кисень. При їх утворенні зменшується маса самої води, тобто вона розкладається на елементи, що входять до її складу.
Якщо електроди занурювати не у воду, а в розчини чи розплави солей, кислот і лугів, можна спостерігати виділення інших газів і навіть твердих речовин, що осідатимуть на поверхні електродів. З цієї причини електроліз широко застосовують у техніці. Розглянемо найважливіші напрями його застосування. Але перед цим запам`ятаємо, що електрод, що приєднується до позитивного полюса джерела струму, називають анодом, а електрод, що приєднується до негативного полюса джерела струму, називають катодом.
Електрометалургія
Електролітичним шляхом у промисловості отримують багато металів: алюміній, мідь, магній, хром, титан та ін. Наприклад, для отримання чистого алюмінію в спеціальну металеву ванну вливають розплавлену при 900 °С руду, що містить алюміній у хімічно зв`язаному вигляді (зазвичай у вигляді оксидів) . У ванну опускають вугільні стрижні, які є анодами, а сама ванна – катодом. При проходженні струму через розплав на дні ванни виділяється рідкий алюміній, який зливають через отвір внизу ванни.
Рафінування (очищення) міді
Мідь, що застосовується в електро- та радіотехніці для виготовлення провідників, повинна бути чистою, оскільки домішки зменшують електропровідність. Для очищення міді від домішок в електролітичну ванну заливають розчин сульфату міді II (застаріла назва – мідний купорос) та опускають дві пластини: анод – товсту пластину з неочищеної міді та катод – тонкий лист із чистої міді.
Гальваностегія
Для надання виробам красивого зовнішнього вигляду, міцності або для запобігання корозії, їх покривають тонким шаром будь-якого металу: нікелю, хрому та ін., яким бажають покрити. Для більш рівномірного покриття корисно застосовувати дві пластини як анод, поміщаючи виріб між ними.
Гальванопластика
Це електролітичне нашарування металу на поверхні якогось предмета для відтворення його форми. Для цього спочатку знімають зліпок (з воску або гіпсу) і покривають його струмопровідним шаром, наприклад, шаром графіту. Підготовлений таким способом предмет поміщають як катод у ванну з розчином солі відповідного металу. При включенні струму метал із електроліту осідає на поверхні предмета. Гальванопластику використовують для виготовлення необмеженої кількості точних копій того виробу, з якого було знято зліпок.
Гальванополірування
Якщо різьблений металевий виріб помістити в розчин електроліту і включити струм, найбільш сильне електричне поле почне утворюватися у мікроскопічних виступів на поверхні цього виробу. Якщо воно підключене до «+» джерела струму, то найінтенсивніше йони металу «вириватимуться» саме з виступів, і поверхня металу вирівняється.
Електрофорез
Електрофорез (від грец. «форезис» – перенесення), це лікувальна процедура. Електроди прикладають на тіло людини. Між тілом та електродом поміщають папір або тканину, просочену електропровідним лікарським препаратом. При включенні струму починається рух заряджених частинок з паперу або тканини в шкіру, потім у тіло людини. Так відбувається процес введення антибіотиків, швидкість якого можна регулювати, змінюючи силу струму. Електроліз застосовують також і для синтезу різних неорганічних та органічних речовин; це вивчається у окремій науці – електрохімії.
Як бачимо, людина дуже активно застосовує електроліз на практиці. Тому винахід Фарадея є одним із найбільш значущих відкриттів позаминулого століття.
