Применение электролиза

Электролиз находит широкое применение в технике для решения важных задач.

1. Получение металлов. Активные металлы получают электролизом расплавов их природных соединений. К ним относят щелочные, щелочно-земельные металлы, а также алюминий, магний и др. Менее активные, такие как цинк, никель, кобальт, свинец и др. – электролизом растворов их солей. Электролиз применяют для очистки (рафинирования) металлов, например получение электролитической меди.

2. Электрохимическая очистка поверхностей металлов от загрязнений – электрохимическое травление.

3. Электрополировка металлов. Заменяет трудоемкую операцию доводки металлических поверхностей, что особенно важно при сложных конфигурациях деталей.

4. Анодное оксидирование поверхностей изделий для защиты металлов от коррозии и декоративных целей, например: оксидирование стали, алюминия, медных сплавов.

5. Гальванические покрытия (гальваностегия) одного металла другим с целью защиты от коррозии, упрочнения поверхности (твердое хромирование), а также получения декоративного покрытия (никелирование, хромирование).

6. Получение точных металлических копий (гальванопластика) с рельефных предметов путем осаждения металла (обычно меди). Этот метод используется для изготовления матрицы в производстве тисненой кожи и бумаги, печатных радиотехнических схем, типографских клише и др.

7. Получение химических веществ, например растворов щелочей NaOH и KОН соответственно из растворов NaCl и KCl, фтора, хлора, водорода, перекиси водорода и др.

Контрольные вопросы

1. Опишите механизм возникновения электродного потенциала на границе раздела металл – раствор электролита.

2. Опишите катодный и анодный процессы в гальваническом элементе Даниэля-Якоби. Дайте определение электродвижущей силе (ЭДС) гальванического элемента.

3. Опишите стандартный водородный электрод и хлорсеребряный электрод.

4. Дайте определение стандартным электродным потенциалам металлов. Охарактеризуйте электрохимический ряд напряжений металлов.

5. Охарактеризуйте факторы, влияющие на величину электродного потенциала. Приведите уравнение Нернста для расчета электродного потенциала.

6. Дайте определение окислительно-восстановительным (редокси) электродам. Приведите уравнение Нернста для расчета потенциала редокси-электрода. Что характеризует величина редокси-потенциала?

7. Охарактеризуйте электролиз как электрохимический процесс. Опишите катодный и анодный процессы при электролизе как гетерогенные реакции.

8. Дайте формулировку законов Фарадея.

9. Охарактеризуйте электролиз расплавов солей как метод получения активных металлов.

10. Охарактеризуйте электролиз растворов солей на инертных и активных электродах.

11.Что такое перенапряжение водорода? Опишите последовательность разряда катионов и анионов на инертных электродах.

12. Охарактеризуйте коррозию металлов, как результат термодинамической неустойчивости металлов в окружающей среде.

13. Дайте определение химической и электрохимической коррозии.

14. Охарактеризуйте процесс электрохимической коррозии металла как результат работы микрогальванопар. Покажите влияние рН среды на этот процесс.

15. Опишите явление пассивации металла.

16. Охарактеризуйте различные методы защиты металлов от коррозии.