کاربردهای الکترولیز – آبکاری الکتریکی، الکتروفورمینگ

کاربردهای‌ الکترولیز، آبکاری الکتریکی، الکتروفورمینگ، پالایش الکترولیتی

در این مقاله به بحث پیرامون موضوع کاربردهای الکترولیز ، آبکاری الکتریکی، الکتروفورمینگ و پالایش الکترولیتی فلزات‌خواهیم‌پرداخت .

کاربردهای الکترولیز

پالایش الکترولیتی فلزات

فرآیند پالایش الکترولیتی فلزات برای استخراج ناخالصی‌های فلزات‌خام‌استفاده‌می‌شود. در این فرآیند ، از بلوک فلز خام به عنوان آند‌استفاده‌می‌شود ، از نمک رقیق‌شده آن فلز به عنوان الکترولیت استفاده‌می‌شود و صفحات آن فلز خالص به عنوان کاتد‌استفاده‌می‌شود.

 

نگهداری باتری سربی اسیدی پست های‌برق

————————————————–

پالایش الکترولیتی مس

برای درک روند پالایش الکترولیتی فلزات ، در مورد نمونه‌ای از پالایش الکترولیتی مس صحبت‌خواهیم‌کرد.

مس استخراج شده از سنگ معدن ، به عنوان تاول مس شناخته‌می‌شود ، 98 تا 99٪خالص‌است، اما با استفاده از فرآیند پالایش التکرولیتی به راحتی می‌توان تا 99.95٪ خلوص برای کاربردهای‌الکتریکی‌ساخت.

در این فرآیند الکترولیز ، از یک بلوک مس ناخالص به عنوان آند یا الکترود مثبت ، سولفات مس اسید‌شده با اسید سولفوریک ، به عنوان صفحات الکترولیت و مس خالص پوشیده‌شده با گرافیت ، به عنوان کاتد یا الکترود منفی استفاده‌می‌کنیم.

سولفات مس به یون مس مثبت (Cu^+‌+)  و یون سولفات منفی (SO₄ ^−‌−) تقسیم‌می‌شود.

یون مس مثبت (Cu^{+ +})  یا کاتیون‌ها به سمت الکترود منفی‌ساخته‌شده از مس خالص‌حرکت‌می‌کنند و در آنجا الکترون ها را ازکاتد‌می‌گیرند ، و اتم مس‌می‌شوند و روی سطح گرافیتی کاتدقرار‌می‌گیرند.

الکترولیز

از طرف دیگر

، SO₄ ^−‌− به سمت الکترود یا آند مثبت‌منتقل‌می‌شود که در آن الکترون‌ها را از آند دریافت‌می‌کند و تبدیل به SO₄ رادیکال‌می‌شود ،

اما چون SO₄  رادیکال به تنهایی‌نمی‌تواندوجودداشته‌باشد ، به مس آند حمله کرده و CuSO₄ راتشکیل می‌دهد. این CuSO₄ سپس به عنوان یون مس مثبت (Cu^{+ +})  و یون سولفات منفی (SO₄ ^{− −})  در محلول حل و تقسیم می‌شود. این یون های مس مثبت (Cu^{+ +})  سپس به سمت الکترود منفی حرکت می‌کنند که در آن الکترون هارا از کاتد‌گرفته

و اتم های‌مس‌می‌شوند و روی سطح گرافیتی کاتدقرار‌می‌گیرند. به این ترتیب ، مس خام ناخالص منتقل و روی سطح گرافیت کاتد‌جمع‌می‌شود.

ناخالصی های‌فلزی آند نیز با SO₄ ادغام‌شده و سولفات فلزی را تشکیل‌داده و در محلول الکترولیت حل‌می‌شوند.

ناخالصی‌هایی مانند نقره و طلا ،

که توسط محلول سولفات اسید و سولفوریک سولفوریک تأثیر‌نمی‌پذیرند ، به عنوان لجن آند یا گل حل‌می‌شوند. در یک بازه منظم از پالایش الکترولیتی مس ، مس رسوب‌شده

از کاتد و آند خارج‌می‌شود و با یک بلوک جدید از مس خام‌جایگزین‌می‌شود.

NB:-  در فرآیند پالایش الکترولیتی فلزات یا به سادگی با پالایش الکترو ، کاتد توسط گرافیت پوشانده‌می‌شود تا مواد شیمیایی رسوب‌شده ، به راحتی از‌بین‌بروند. این یکی از کاربردهای بسیار رایج الکترولیز‌است.

 

انواع مختلف پیل و باتری و کاربردهای‌آنها

————————————————–

آبکاری

فرآیند آبکاری از لحاظ تئوری مشابه با پالایش الکترولیتی ‌است – تنها تفاوت این‌است که به جای کاتد روکش شده با گرافیت ، باید یک شیء را روی آن قرار دهیم که آبکاری انجام‌شود. برای مثال می توان یک نمونه از کلید برنجی را که باید با استفاده از آبکاری مس‌استفاده‌شود ،‌عنوان‌کرد.

 

آبکاری مس

ما قبلاً اظهارداشتیم که سولفات مس در محلول آن به یون مس مثبت (Cu^{+ +})  و یون سولفات منفی (SO₄ ^{− −})‌ تقسیم‌می‌شود.

برای آبکاری مس ، ما از محلول سولفات مس به عنوان الکترولیت ، مس خالص به عنوان آند و یک جسم (یک کلید برنجی) به عنوان کاتداستفاده‌می‌کنیم. میله مسی خالص به ترمینال مثبت وصل شده و کلید برنجی به ترمینال منفی یک باتری‌وصل‌شده‌است.

 

همچنین

درحالی‌که این میله‌های مسی و کلید در محلول سولفات مس‌فرو‌رفته‌اند ، میله مسی به عنوان آند رفتارمی‌کند و کلید به عنوان کاتدرفتارمی‌کند. همانطور که کاتد یا کلید برنجی به ترمینال منفی باتری متصل‌شده‌است ، باعث جذب کاتیونهای مثبت یا یون های Cu^+‌+  شده و با رسیدن یون های Cu^+‌+ روی سطح کلید برنجی ، آنها الکترون هایی از آن‌دریافت‌می‌کنند ، به مس خنثی تبدیل می‌شوند. اتم است و قرار‌است بر روی سطح کلید برنجی به عنوان لایه یکنواخت‌قرارگیرد. یون های سولفات یا (SO₄ ^−‌−)   به آند منتقل‌می‌شوند و مس را از آن درون محلول‌استخراج‌می‌کنند ، همانطور که در فرآیند الکترو پالایش‌ذکر‌شده‌است. برای آبکاری مس و یکنواخت مناسب ،جسم (در اینجا کلید برنجی) به آرامی درون محلول چرخش‌می‌یابد.

الکتروفورمینگ

تولید اشیاء با رسوب الکترون بر روی نوعی از قالب به عنوان الکتروفورمینگ‌شناخته‌می‌شود. این یک نمونه بسیار مفید دیگر در بسیاری از کاربردهای الکترولیز‌است. برای این کار، ابتدا باید تصور اشیاء را بر روی موم یا دیگر موادی مانند موم ایجاد‌کنیم. سطح قالب موم که جلوه دقیقی از جسم‌دارد ، با استفاده از پودر گرافیت پوشانده‌شده‌است. سپس قالب به عنوان کاتد درون محلول الکترولیت‌فرو‌می‌رود.

در طی فرآیند الکترولیز

 فلز الکترولیت بر روی سطح تحت تأثیر قالب پوشیده از گرافیت قرارمی‌گیرد.

پس از بدست آوردن لایه ای از ضخامت مورد نظر ، کاغذ برداشته‌می‌شود و موم ذوب‌می‌شود تا جسم تولید به صورت پوسته فلزی‌بدست آید. یکی از کاربردهای‌رایج در استفاده از الکتروفورمینگ ، تولید دیسک های رکورد‌گرامفون‌است. ضبط اصلی روی ضبط ترکیب موم انجام‌می‌شود. این قالب موم سپس با پودر طلا روکش می‌شود تا آن رارسانا‌کند

سپس این قالب به عنوان کاتدی در یک الکترولیت ویتریول آبی‌فرو‌می‌رود.

محلول با استفاده از آند مس اشباع‌می‌شود.

الکتروفورم مس در قالب موم ، صفحه اصلی تولید می کند که برای تمبر تعداد زیادی دیسک پوسته‌استفاده‌می‌شود.

 

————————————————–

 

مقالات مرتبط :

انواع باتری

تفاوت بین یک باتری و یک خازن

لینک زبان اصلی مقاله :

https://www.electrical4u.com/applications-of-electrolysis-electroplating-electroforming-electrorefining/