Πώς εφαρμόζεται ο νόμος της ηλεκτρόλυσης στον χαλκό;
1. Ο πρώτος νόμος του Faraday: Αυτός ο νόμος δηλώνει ότι η μάζα μιας ουσίας που εναποτίθεται ή απελευθερώνεται σε ένα ηλεκτρόδιο είναι άμεσα ανάλογη με την ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που διέρχεται από τον ηλεκτρολύτη.
σε εξευγενισμό χαλκού:
* ηλεκτρολύτης: Το διάλυμα θειικού χαλκού (CUSO4) χρησιμοποιείται ως ηλεκτρολύτης.
* Άνοψη: Ο ακάθαρτος χαλκός, που περιέχει ακαθαρσίες όπως το ασήμι, το χρυσό, το νικέλιο και το σίδερο, χρησιμοποιείται ως άνοδος.
* Καθεάνα: Ένα λεπτό φύλλο καθαρού χαλκού ενεργεί ως κάθοδος.
Όταν ένα ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται από τον ηλεκτρολύτη, συμβαίνει τα ακόλουθα:
* Άνοψη: Τα άτομα χαλκού στην ανόδου χάνουν ηλεκτρόνια (οξείδωση) και εισάγουν τον ηλεκτρολύτη ως ιόντα Cu2+.
* Καθεάνα: Τα ιόντα Cu2+ από τα ηλεκτρόνια κέρδους ηλεκτρολύτη (μείωση) και η κατάθεση στην κάθοδο ως καθαρός χαλκός.
2. Ο δεύτερος νόμος του Faraday: Αυτός ο νόμος αναφέρει ότι η μάζα διαφορετικών ουσιών που απελευθερώνεται από την ίδια ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας είναι ανάλογη με τα ισοδύναμα βάρη τους.
σε εξευγενισμό χαλκού:
* ισοδύναμο βάρος: Το ισοδύναμο βάρος του χαλκού είναι το ατομικό βάρος του (63,55 g/mol) διαιρούμενο με το σθένος του (2).
* ακαθαρσίες: Οι ακαθαρσίες όπως το ασήμι και ο χρυσός είναι λιγότερο αντιδραστικές από τον χαλκό και δεν διαλύονται εύκολα στον ηλεκτρολύτη. Πέφτουν στο κάτω μέρος της ηλεκτρολυτικής δεξαμενής ως ιλύο ανόδου, η οποία μπορεί να υποβληθεί σε επεξεργασία για την ανάκτηση αυτών των πολύτιμων μετάλλων.
Η διαδικασία διύλισης χαλκού:
1. Προετοιμασία: Ο ακάθαρτος χαλκός χυτεύεται σε ανόδους και τοποθετείται στην ηλεκτρολυτική δεξαμενή.
2. ηλεκτρόλυση: Εφαρμόζεται ένα άμεσο ρεύμα, προκαλώντας τη διάλυση του χαλκού στην άνοδο και την κατάθεση ως καθαρού χαλκού στην κάθοδο.
3. Αφαίρεση και καθαρισμός της καθόδου: Η κάθοδος αφαιρείται περιοδικά, καθαρίζεται και χρησιμοποιείται ως αρχικό υλικό για τον επόμενο κύκλο.
4. Ανάκτηση λάσπης ανόδου: Η ιλύ ανόδου συλλέγεται και επεξεργάζεται για να εξαγάγει τα πολύτιμα μέταλλα.
Συνολικά, ο νόμος της ηλεκτρόλυσης είναι ζωτικής σημασίας για:
* Καθαρισμός χαλκού: Με επιλεκτική εναπόθεση μόνο ιόντων χαλκού στην κάθοδο, λαμβάνουμε εξαιρετικά καθαρό χαλκό.
* Ανάκτηση πολύτιμων μετάλλων: Η ιλύ ανόδου περιέχει πολύτιμα μέταλλα που μπορούν να επεξεργαστούν περαιτέρω και να εξαχθούν.
* Έλεγχος της διαδικασίας: Οι νόμοι του Faraday συμβάλλουν στον προσδιορισμό του σημερινού και του χρόνου που απαιτείται για να κατατεθεί μια συγκεκριμένη ποσότητα χαλκού.
Η βελτίωση του χαλκού μέσω της ηλεκτρόλυσης είναι μια εξαιρετικά αποτελεσματική και φιλική προς το περιβάλλον διαδικασία που διαδραματίζει ζωτικό ρόλο στην παραγωγή καθαρού χαλκού για διάφορες εφαρμογές.
