§ 72. Градуировка амперметров при помощи электролиза.

Явление электролиза дает удобный способ измерения за­ряда, прошедшего через некоторый участок цепи. Для это­го достаточно включить в этот участок электролитическую ванну, например серебряную, и измерить массу выделив­шегося на электродах вещества. Частное от деления массы осадка на его электрохимический эквивалент будет равно заряду, прошедшему через участок цепи. .

Для определения силы Тока в цепи достаточно опреде­лить массу осадка, на электродах и время, в течение кото­рого этот осадок образовался. Если ток оставался за это время неизменным, то частное от деления массы осадка на время и на электрохимический эквивалент даст силу тока в цепи.

Таким образом, первый закон Фарадея позволяет свести измерения тока к измерению массы и времени, т. е.' к очень простым и чрезвычайно точным операциям.

Конечно, проще всего было бы за единицу количества электричества (и за соответственную единицу силы тока) принять такое количество, которое выделяет при электро­лизе единицу массы какого-либо вещества, например 1 г или 1 мг серебра ¹). Но мы уже условились за единицу электрического заряда принимать кулон; поэтому потре­бовались очень тщательные и сложные опыты по установле­нию электрохимических эквивалентов, с помощью которых мы можем измерять путем электролиза заряд в уже выбран­ных единицах, кулонах, а силу тока — в амперах.

Пользуясь установленными значениями электрохими­ческих эквивалентов, можно очень точно градуировать ам­перметры (гальванометры) любого устройства. Для этого достаточно соединить последовательно электролитическую ванну и амперметр, пропускать в течение известного вре­мени неизменный ток (о чем можно судить по постоянству показаний амперметра), а затем, определить взвешиванием массу выделившегося вещества. Зная его электрохимиче­ский эквивалент, можно вычислить количество прошедшего электричества в кулонах и, разделив последнее на время опыта t, найти ток в амперах. Конечно, на практике ука­занным способом пользуются лишь для градуировки эта­лонных амперметров. Имея такие тщательно проградуиро­

ванные амперметры, можно," включив их последовательно с исследуемым амперметром, проградуировать этот послед­ний. Электролитический же способ всегда может быть при­менен для контроля показаний эталонного амперметра, если возникает сомнение в его исправности.

§ 73. Технические применения электролиза. Явление элек­тролиза находит себе многочисленные технические приме­нения.

1. Электролитический метод получения чистых метал­лов. Хорошим примером является электролитическое очи­щение или рафинирование меди. Медные руды содержат сернистые соединения меди, ее окислы, а также и примеси посторонних металлов (Ni, Pb, Sb, As, Bi и др.). Получен­ная непосредственно из руды медь, содержащая примеси, отливается в виде пластин и помещается в качестве анода в раствор CuS0₄. Подбирая определенное напряжение на электродах ванны (0,20—0,25 В), можно добиться, чтобы на катоде выделялась только металлическая медь. При этом посторонние примеси либо переходят в раствор (без выде­ления на катоде), либо выпадают на дно ванны в виде осад­ка («анодный шлак»), .

/т—!/utu4_i/i ra_J

Рис. 111. Получение металлического алюминия электролизом расплав­ленных бокситов, содержащих окись алюминия: 1 — угольные аноды, 2 — дно и стенки угольной ванны, служащие катодом

Электролитическое извлечение металлов может происхо­дить не только из водных растворов, но также и из распла­вов этих веществ, которые и в твердом состоянии образова­ны из ионов (например, NaCl); при плавлении их ионы приобретают необходимую подвижность. Электролиз рас­плавов лежит в основе процесса огромной технической важности (рис. 111) — получения металлического алюминия

из бокситов, содержащих окись алюминия (А1₂0₃). Так как при этих процессах применяют очень большие токи, то вы­деляющаяся, согласно закону Джоуля — Ленца, теплота оказывается достаточной для поддержания вещества в рас­плавленном состоянии.

Получение металлов путем электролиза (электрометал­лургия) играет в современной цветной металлургии исклю­чительно важную роль. В настоящее время весь алюминий добывается электролитически. Для добывания алюминия строят гигантские предприятия. Энергия, затрачиваемая на электрометаллургию во всем мире, исчисляется миллиар­дами киловатт-часов в год.