กระแสไฟฟ้าคืออะไร? ขั้วบวกและขั้วลบ กระบวนการทางกายภาพและทางเคมี

เป็นเวลานานคนไม่จัดการเพื่อให้ได้จำนวนมากของสารบริสุทธิ์ในรูปแบบฟรี เช่นตัวอย่างเช่น:

• โลหะ;
• ด่าง;
• คลอโรฟิล;
• ไฮโดรเจน;
• ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์;
• คลอรีนสารอินทรีย์และอื่น ๆ

พวกเขาได้รับอย่างใดอย่างหนึ่งที่มีเนื้อหาสูงของสิ่งสกปรกจากที่ที่มันเป็นไปไม่ได้ที่จะกำจัดหรือไม่สังเคราะห์ที่ทั้งหมด แต่การเชื่อมต่อเป็นสิ่งสำคัญมากสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมและชีวิตประจำวัน แต่กับการค้นพบของกระบวนการเช่นกระแสไฟฟ้าที่เป็นงานของสัดส่วนมหาศาลได้รับการแก้ไข วันนี้มันจะใช้ไม่เพียง แต่สำหรับการสังเคราะห์ แต่ยังสำหรับกระบวนการอื่น ๆ อีกมากมาย

กระแสไฟฟ้าคืออะไร? มันเกิดขึ้นบางส่วนของขั้นตอนซ้อนขึ้นสิ่งที่เป็นประโยชน์หลักของวิธีนี้พยายามที่จะเข้าใจแน่นอนของบทความ

กระแสไฟฟ้าคืออะไร?

เพื่อตอบคำถามนี้เราต้องพยายามที่จะเข้าใจคำศัพท์และบางแนวคิดทางกายภาพและเคมีพื้นฐาน

1. ซี - กระแสกำกับของอิเล็กตรอนที่มาจากแหล่งที่มาของกระแสไฟฟ้าใด ๆ
2. อิเล็กโทร - สาร, การแก้ปัญหาที่มีความสามารถในการดำเนินการกระแสไฟฟ้า
3. ขั้วไฟฟ้า - แผ่นวัสดุบางอย่างที่เชื่อมต่อกันซึ่งผ่านกระแสไฟฟ้าผ่านตัวเอง (ขั้วบวกและขั้วลบ)
4. ปฏิกิริยารีดอกซ์ - กระบวนการที่มีการเปลี่ยนแปลงในระดับของการเกิดออกซิเดชันของผู้เข้าร่วมได้ นั่นคือไอออนบางส่วนออกซิไดซ์และเพิ่มมูลค่าของการศึกษาระดับปริญญาของการเกิดออกซิเดชันในขณะที่คนอื่น ๆ จะลดลงลดมัน

มีการชี้แจงทั้งหมดของเงื่อนไขเหล่านี้คุณสามารถตอบคำถามในสิ่งที่เป็นกระแสไฟฟ้า กระบวนการรีดอกซ์แห่งนี้ประกอบไปผ่านกระแสตรงผ่านสารละลายอิเล็กโทรไลและถูกยกเลิกโดยการเปิดตัวของผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกันในขั้วไฟฟ้าที่

ติดตั้งง่ายซึ่งสามารถเรียก electrolyzer เกี่ยวข้องกับชิ้นส่วนเพียงไม่กี่:

• สองแก้วที่มีอิเล็กโทร;
• แหล่งปัจจุบัน
• สองขั้วไฟฟ้าจะเชื่อมโยง

อุตสาหกรรมใช้การออกแบบอัตโนมัติที่ซับซ้อนมากขึ้นช่วยให้การได้รับจำนวนมากของผลิตภัณฑ์ - ห้องอาบน้ำด้วยกระแสไฟฟ้า

กระบวนการกระแสไฟฟ้าที่มีความซับซ้อนพอสมควรอยู่ภายใต้กฎหมายทฤษฎีหลายและดำเนินการตามคำสั่งและกฎระเบียบ ได้อย่างถูกต้องทำนายผลที่กฎหมายและทางที่เป็นไปได้ที่จะเรียนรู้ได้ดี

ทฤษฎีฐานรากของกระบวนการ

ที่สำคัญที่สุดศีลพื้นฐานที่วางอิเล็กโทร - กฎหมายของไมเคิลฟาราเดย์ - นักฟิสิกส์ที่มีชื่อเสียงเป็นที่รู้จักกันสำหรับการทำงานของเขาในสาขากระแสไฟฟ้าและกระบวนการประกอบทั้งหมด

ทั้งหมดกฎระเบียบดังกล่าวทั้งสองซึ่งแต่ละอธิบายสาระสำคัญของกระบวนการในกระแสไฟฟ้า

กฎข้อที่หนึ่ง

ครั้งแรกที่ กฎหมายของฟาราเดย์ สูตรที่เขียนเป็น m = ki * Δtเป็นดังต่อไปนี้

สารมวลชนออกจากโรงพยาบาลที่ขั้วไฟฟ้าเป็นสัดส่วนโดยตรงกับการผลิตไฟฟ้าซึ่งได้ผ่านอิเล็กโทรไล

สูตรแสดงให้เห็นว่าม. - คือมวลของวัสดุที่ฉัน - ความรุนแรงในปัจจุบันΔt - ช่วงเวลาที่จะมีการส่ง รวมทั้งยังเป็นค่าของ k ซึ่งเรียกว่าเทียบเท่าไฟฟ้าเคมีของสารประกอบ ค่านี้ขึ้นอยู่กับลักษณะของสารประกอบตัวเอง K มีตัวเลขเท่ากับมวลของสารที่ถูกปล่อยออกมาในขั้วไฟฟ้าผ่านอิเล็กโทรไลเมื่อผ่านหนึ่งหน่วยของค่าใช้จ่ายไฟฟ้า

กฎข้อที่สองของกระแสไฟฟ้า

กฎข้อที่สองของฟาราเดย์สูตรซึ่ง - m = M * I * Δt / n F * เป็นดังต่อไปนี้ เทียบเท่าไฟฟ้าเคมีของสารประกอบ (k) เป็นสัดส่วนโดยตรงกับมวลโมเลกุลของตนและสัดส่วนแปรผกผันกับความจุของสาร

สูตรข้างต้นเป็นผลมาจากการถอนตัวของทุกประเทศที่ มันจับสาระสำคัญของกฎหมายที่สองของกระแสไฟฟ้า M - สารประกอบมวลโมเลกุลผม - ความรุนแรงในปัจจุบันผ่านกระบวนการทั้งหมดΔt - เวลาที่กระแสไฟฟ้ารวม F - ฟาราเดย์คง n - อิเล็กตรอนที่มีส่วนร่วมในกระบวนการ จำนวนของพวกเขาจะมีค่าเท่ากับค่าใช้จ่ายของไอออนที่เข้ามามีส่วนในกระบวนการ

กฎหมายของฟาราเดย์ที่จะช่วยให้เข้าใจสิ่งที่เป็นกระแสไฟฟ้าและการคำนวณอัตราผลตอบแทนที่มีศักยภาพโดยน้ำหนักผลที่ต้องการคือการทำนายและมีอิทธิพลต่อการเรียนการสอนของกระบวนการ พวกเขาเป็นทฤษฎีพื้นฐานของการเปลี่ยนแปลง

แนวคิดของขั้วบวกและชนิดของ

สิ่งที่สำคัญมากอยู่ในขั้วอิเล็กโทร กระบวนการทั้งหมดจะขึ้นอยู่กับวัสดุที่พวกเขาจะทำลักษณะเฉพาะของพวกเขาและคุณสมบัติ ดังนั้นเราจึงพิจารณาในรายละเอียดมากขึ้นในแต่ละของพวกเขา

ขั้วบวก - บวกหรือขั้วบวก นั่นคือคนที่ติดอยู่กับเสา "+" ของแหล่งพลังงาน ดังนั้นการที่จะได้จาก การแก้ปัญหาอิเล็กโทรไล จะย้ายประจุลบหรือแอนไอออน พวกเขาจะออกซิไดซ์ที่นี่ดึงดูดระดับที่สูงขึ้นของการเกิดออกซิเดชัน

ดังนั้นเราจึงสามารถวาดแผนภาพเล็ก ๆ น้อย ๆ ที่จะช่วยให้จำได้ว่ากระบวนการขั้วบวก: ขั้วบวก "บวก" - แอนไอออน - ออกซิเดชัน จึงมีสองประเภทพื้นฐานของอิเล็กโทรดซึ่งขึ้นอยู่กับจะเปิดสินค้าเฉพาะ

1. ขั้วบวกที่ไม่ละลายน้ำหรือเฉื่อย ประเภทดังกล่าวรวมถึงขั้วไฟฟ้าที่ทำหน้าที่เพียงการถ่ายโอนอิเล็กตรอนและกระบวนการออกซิเดชั่อย่างไรก็ดีมันจะไม่ได้บริโภคและไม่ละลาย anodes ดังกล่าวที่ทำจากกราไฟท์อิริเดียมแพลทินัมคาร์บอนและอื่น ๆ ใช้ขั้วไฟฟ้าเหล่านี้โลหะสามารถผลิตก๊าซบริสุทธิ์ (ออกซิเจนไฮโดรเจนคลอรีนและอื่น ๆ )
2. ขั้วบวกที่ละลายน้ำได้ เมื่อกระบวนการออกซิเดชั่เขาละลายและส่งผลกระทบต่อผลของกระแสไฟฟ้าที่ วัสดุพื้นฐานของการก่อสร้างสำหรับประเภทของอิเล็กโทรนี้: นิกเกิลทองแดงแคดเมียมตะกั่ว, ดีบุกสังกะสีและอื่น ๆ ใช้ anodes เหล่านี้จำเป็นสำหรับ electrorefining กระบวนการของโลหะ, ไฟฟ้า, การเคลือบป้องกันการกัดกร่อนและอื่น ๆ

สาระสำคัญของกระบวนการที่เกิดขึ้นที่ขั้วบวกจะลดลงไปที่จะปล่อยประจุอิเล็กตรอนส่วนใหญ่ที่มีศักยภาพมีความหมาย Ivot ทำไมแอนไอออนไฮโดรเจนและกรดไฮดรอกไซไอออนและจากนั้นน้ำถ้ามันเป็นวิธีการแก้ปัญหา ออกซิเจนที่มีแอนไอออนในสารละลายอิเล็กโทรไลน้ำทั่วไปแอโนดที่ไม่ได้ออกจากโรงพยาบาลเนื่องจากน้ำทำให้มันเร็วขึ้นปล่อยออกซิเจน

แคโทดและลักษณะของ

แคโทด - เป็นขั้วไฟฟ้าประจุลบ (เนื่องจากการสะสมของอิเล็กตรอนในเมื่อกระแสไฟฟ้า) นั่นคือเหตุผลที่เขาจะย้ายไอออนประจุบวก - ไพเพอร์ที่กำลังอยู่ระหว่างการฟื้นฟูกิจการว่ามีการลดระดับของการเกิดออกซิเดชัน

นอกจากนี้ยังมีประเด็นที่ต้องจำโครงการแคโทด "ลบ" - ไอออนบวก - การกู้คืน ในฐานะที่เป็นวัสดุสำหรับแคโทดรวมถึง:

• สแตนเลส;
• ทองแดง;
• คาร์บอน;
• ทองสัมฤทธิ์
• เหล็ก
• อลูมิเนียมและอื่น ๆ

มันอยู่บนขั้วไฟฟ้านี้มาจากการฟื้นตัวของสารโลหะบริสุทธิ์ซึ่งเป็นหนึ่งในวิธีการหลักในการผลิตอุตสาหกรรมพวกเขา นอกจากนี้ยังสามารถถ่ายโอนอิเล็กตรอนจากขั้วบวกไปขั้วลบและถ้าครั้งแรก - ละลายไอออนของมันจะลดลงในขั้วลบ ที่นี่มีการฟื้นฟูของไพเพอร์ไฮโดรเจนก๊าซ H ₂ ดังนั้นแคโทด - เป็นหนึ่งในส่วนที่สำคัญที่สุดในโครงการโดยรวมของกระแสไฟฟ้าของสาร

อิเล็กโทรไลละลาย

จากมุมมองของกระบวนการทางเคมีภายใต้การพิจารณามีสมการของ ด้วยมันเป็นไปได้ที่จะเป็นตัวแทนวงจรทั้งบนกระดาษและทำนายผล สิ่งที่สำคัญที่สุดที่คุณควรใส่ใจกับ - การมีหรือไม่มีของสิ่งแวดล้อมทางน้ำและชนิดของขั้วบวก (ที่ละลายน้ำได้หรือไม่)

ถ้าจำเป็นเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ต่อไปนี้: อัลคาไลและแผ่นดินด่างโลหะด่าง, อลูมิเนียมเบริลเลียม, แอนไอออนของก๊าซออกซิเจนที่มีไม่สามารถแล้วจะมีคำถามเกี่ยวกับกระแสไฟฟ้าของการแก้ปัญหาอิเล็กโทรไลที่ เพียงแค่ละลายเนื่องจากการเชื่อมต่อที่จำเป็นมิฉะนั้นจะไม่ทำงาน นั่นคือเหตุผลที่ในอุตสาหกรรมมักจะสังเคราะห์สารเหล่านี้ใช้พวกเขาเกลือแห้งและปราศจากไฮดรอกไซ

โดยทั่วไปละลายสมกระแสไฟฟ้าค่อนข้างง่ายและมาตรฐาน ตัวอย่างเช่นถ้าเราพิจารณาและบันทึกมันสำหรับ โพแทสเซียมไอโอไดด์, มุมมองจะเป็นต่อไปนี้:

KI = k ^{+ +} I ^-

แคโทด (K) "-" K ⁺ K + 1 E = ⁰

ขั้วบวก ^{(A) "+": 2I - -} 2e = ฉัน ₂ ⁰

กระบวนการผลลัพธ์: KI = K + I ₂

ในทำนองเดียวกันกระแสไฟฟ้าจะบันทึกโลหะใด ๆ โดยไม่คำนึงถึงศักยภาพของอิเล็กโทรด

กระแสไฟฟ้าของสารละลาย

เมื่อมันมาถึงการแก้ปัญหาของอิเล็กโทรผลของกระบวนการที่จะแตกต่างกันมาก หลังจากที่ทุกน้ำจะกลายเป็นผู้เข้าร่วมงาน นอกจากนี้ยังมีความสามารถในการแยกออกเป็นไอออนและออกจากขั้วไฟฟ้า ดังนั้นในกรณีดังกล่าวที่สำคัญ อิเล็กโทรดที่มีศักยภาพ ไอออน กว่าค่าลบของมันต่ำมากขึ้นโอกาสของการเกิดออกซิเดชันอย่างรวดเร็วมากขึ้นหรือลดลง

กระแสไฟฟ้าของสารละลายอยู่ภายใต้กฎระเบียบหลายอย่างที่จะต้องจดจำ

1. กระบวนการขั้วบวก: ปล่อยออกมาเพียงแอนไอออนของกรดไฮโดรเจน (ยกเว้นไฮโดรเจนฟลูออไร) หากไอออนออกซิเจนไอออนหรือฟลูออไรแล้วน้ำจะถูกออกซิไดซ์ที่จะปล่อยออกซิเจน
2. กระบวนการ cathodic โลหะ electrowinning ในชุดไฟฟ้า (และรวมของอลูมิเนียม) บนแคโทดไม่สามารถเรียกคืนเนื่องจากกิจกรรมทางเคมีสูง นี้จะทำให้น้ำที่จะปล่อยไฮโดรเจน โลหะจากอลูมิเนียมไฮโดรเจนบูรณะพร้อมกันกับน้ำกับสารที่เรียบง่าย ผู้ที่มีความหลังไฮโดรเจนในชุดไฟฟ้าเคมี (กิจกรรมต่ำ) พร้อมรับการลดสารที่เรียบง่าย

ถ้าคุณทำตามกฎเหล่านี้เราสามารถวาดภาพด้วยกระแสไฟฟ้าใด ๆ และคำนวณอัตราผลตอบแทน ในกรณีของวงจรขั้วบวกที่ละลายน้ำได้แตกต่างกันไปและกลายเป็นความซับซ้อนมากขึ้น

เกลือกระแสไฟฟ้า

กระบวนการเหล่านี้จะใช้สำหรับการได้รับโลหะบริสุทธิ์และก๊าซเพราะมันเป็นเทคโนโลยีที่ง่ายและได้เปรียบทางเศรษฐกิจ นอกจากนี้ผลิตภัณฑ์มาที่มีระดับสูงของความบริสุทธิ์ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญ

ยกตัวอย่างเช่น electrowinning ทองแดงได้อย่างรวดเร็วสามารถได้รับมันในรูปแบบบริสุทธิ์จากสารละลายของเกลือใด ๆ ส่วนใหญ่ที่ใช้กันทั่วไป คอปเปอร์ซัลเฟต หรือ คอปเปอร์ซัลเฟต (II) - CuSO ₄

ในฐานะที่เป็นละลายหรือสารละลายเกลือสามารถสกัดโลหะบริสุทธิ์ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นมากในแทบทุกภาคส่วนของเครื่องใช้ไฟฟ้าและวิศวกรรมโลหะ

ความหมายและขั้นตอนการสมัคร

อิเล็ก - การเป็นกระบวนการที่สำคัญมาก ที่ฐานของมันจะขึ้นเป็นผู้ดำเนินงานด้านเทคนิคที่จำเป็นเช่น:

1. กลั่นโลหะ
2. Electroextraction
3. ไฟฟ้า
4. electrosynthesis
5. การประยุกต์ใช้เคลือบป้องกันการกัดกร่อนและอื่น ๆ