Саме широке застосування електролізу
На рубежі 18 і 19 століть було зроблено кілька відкриттів, які стали поштовхом для народження нової науки - електрохімії. А засновниками цієї науки стали двоє вчених. Це італійський фізіолог Л. Гальвані і англійський фізик А. Вольт, який в 1799 році створив перший джерело хімічного струму - «Вольтів стовп». Саме цим вченим вдалося з'ясувати, що коли електричний струм проходить через водний розчин якої-небудь солі, то в цьому розчині відбуваються хімічні перетворення, які зараз називають електролітичними. Сам по собі електроліз є досить складною сукупністю різних процесів. Це міграція (Негативні іони прагнуть до анода, а позитивні до катода) і дифузія іонів. Це також різні електрохімічні та хімічні реакції, які виникають між самими продуктами електролізу, між цими продуктами і електролітом, між ними і електродами.
А вивчення цих процесів має не тільки наукову цінність. Практичне застосування електролізу зараз дуже актуально. Наприклад, чистий водень, натрій або нікель можна одержати тільки таким чином. І в промисловості електролітичні процеси використовують для самих різних цілей. З їх допомогою отримують неорганічні речовини, такі як кисень, водень, луги, хлор та інші неметали. Також електроліз застосовують для очищення деяких металів (срібла, міді). Ще електролітичні процеси стали основою для отримання літію, калію, натрію, цинку, магнію та інших металів, а також металевих сплавів.
Крім цього застосування електролізу в техніці - це ще й отримання органічних речовин, гальванічних покриттів і обробка металевих поверхонь (електрополіровка, борирование, очищення та азотування). Є ще електрофорез, електродіаліз, гальванопластика та інші подібні процеси, що мають практичне застосування. Також цінність електролізу полягає в тому, що з його допомогою виходять чисті, практично стовідсоткові метали.
Взяти хоча б мідь. У мідної руди містяться її окисли, сірчисті з'єднання, а також домішки інших металів. І мідь, отримана з цієї руди, з усіма цими домішками відливається у вигляді пластин. Потім ці пластини в якості анода поміщаються в розчин сульфату міді (CuSO4). І далі йде застосування електролізу. На електроди ванни подається певна напруга і на катоді виділяється чистий метал. А всі сторонні домішки випадають в осад або переходять в електроліт, не виділяючись на катоді.
Також застосування електролізу актуально і для отримання алюмінію. Водний розчин в цьому процесі не застосовується, його замінюють розплавлені боксити. У таких рудах міститься окис алюмінію, а також окис заліза і кремнію. Після обробки бокситів лугом отримують продукт, званий глиноземом. Цей глинозем завантажується в вогнетривку піч, на дні і стінках якої викладені вугільні пластини. Ці пластини підключені до мінуса джерела живлення. А до плюса підключають вугільний анод, який проходить через стінку цієї печі. І при опусканні анода в піч виникає електрична дуга, розплавляються глинозем. Потім вже в цій розплавленої масі відбувається електролітичний процес. І на дні печі накопичується чистий (до 99,5%) алюміній, який потім розливається по формах.
Але застосування електролізу це не тільки електрометалургія. Таким способом можна одні метали покривати шаром іншого металу. Називається цей процес гальваностегія і застосовується він для того, щоб оберегти поверхню металу від окислення, надання їй більшої міцності, а також для додання цієї поверхні кращого зовнішнього вигляду. І в якості покриттів зазвичай застосовують нікель і хром, які мало схильні до окислення або благородні метали, такі як срібло і золото.
У цьому випадку виріб, підмет гальванічного покриття, ретельно знежирюють, очищають і полірують. Потім його в якості катода поміщають в гальванічну ванну. Електролітом в цій ванній служить розчин солі металу, яким буде покриватися вироби. А анод виконується з того ж металу. І щоб це покриття вийшло рівномірним, катод поміщається між двома анодами. Потім на електроди подається струм певної потужності, і катод покривається шаром срібла, золота, нікелю або хрому.
Є ще таке застосування електролізу, яке називають гальванопластикою. Цим методом отримують копії з різних металевих предметів (медалей, монет, барельєфів). Для цього з пластичного матеріалу, такого як віск, робиться копія предмета. Потім її покривають графітової пилом, щоб надати їй електропровідності і поміщають цю копію у ванну, де вона служить в якості катода. І методом електролізу ця копія покривається шаром металу потрібної товщини. А віск потім видаляється шляхом нагрівання. І це тільки мала частина можливостей, які надає метод під назвою електроліз.