47. Применение электролиза в технике.

электрометаллургия – это область, охватывающая всю совокупность э/х методов получения металлов электролизом.

1)Получение металлов и др. соединений. Именно э/х методом получают сегодня все щелочные и щелочноземельные металлы, а также Аl.Например:

Na, получают электролизом расплава каустической соды NaOH;

Mg - электролизом расплава MgCl₂;

Al - электролизом расплава криолита и глинозема (Na₃AlF₆ + Al₂O₃). Необходимо в данных процессах поддерживать высокую температуру ( 1000С) – это весьма энергоёмкие процессы.

Электролизом получают F₂, Cl₂, O₂, H₂, а также гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов (образующиеся в результате вторичных реакций).

F₂ получают электролизом смеси NaF + HF;

Cl₂ и NaOH – из водного раствора NaCl;

H₂ и O₂ – электролизом Н₂О + NaOH (или H₂SO₄, или Na₂SO₄, которые необходимо вводить в электролит для увеличения электропроводности и уменьшения омического сопротивления).

Особый интерес представляет возможность получения сложных химических соединений с помощью электролиза – электросинтеза.

2)Направление применения электролиза в металлургии – рафинирование металлов (очистка, получение их в чистом виде). Электролитическому рафинированию подвергают металлы: Fe, Cu, Pb, Ag, Au, Sn, Ni и др. металлы. Современная техника предъявляет большие требования к чистоте материалов, в частности металлы. В цветной металлургии для очистки металлов от примесей широко применяют электролиз с растворимым анодом. В наибольшем масштабе этот процесс широко используется для рафинирования меди (Cu). В промышленности, соединения меди восстанавливают с помощью химических восстановителей.

3)Важнейшая область прикладной электрохимии – гальванотехника – включает в себя два основных направления: гальванопластика и гальваностегия.

Гальванопластика – метод электрохимического получения точных металлических копий с рельефных поверхностей.

Путем гальванопластики изготавливают матрицы для прессования различных изделий, матрицей для теснения кожи и бумаги. В настоящее время основным применением гальванопластики является нанесение металлических рисунков на полупроводники и на проводящие материалы (например в производстве печатных плат, радиосхем).

Гальваностегия – получение металлических покрытий на металлах и пластмассах.

Гальванические покрытия наносят для защиты металлов от коррозии, а также в декоративных и специальных целях (например, для уменьшения сопротивления электрических контактов, увеличения отражательной способности).

Сущность гальванического нанесения покрытий состоит в следующем: хорошо очищенную и обезжиренную деталь погружают в раствор, содержащий соль того металла, которым её необходимо покрыть и присоединяют в качестве катода к цепи постоянного тока. Наибольшая защита обеспечивается при получении плотных мелкокристаллических осадков. Для этого обычно требуется работать с малыми плотностями тока и наоборот – если бы нам потребовалось бы получить металл в состоянии более рыхлом, необходимо пользоваться высокой плотностью тока.