NộI Dung
Điện phân là quá trình sử dụng dòng điện để gây ra phản ứng hóa học. Phản ứng hóa học trong câu hỏi thường là phản ứng oxi hóa khử, trong đó các nguyên tử trao đổi electron và thay đổi trạng thái oxy hóa. Quá trình này có thể được sử dụng để sản xuất chất rắn kim loại, rất hữu ích cho việc mạ điện và tinh chế các kim loại khác nhau.
Thiết lập cơ bản của điện phân
Điện phân đòi hỏi hai cực tích điện trái dấu, gọi là cực âm và cực dương. Cực âm được tích điện âm; nó là nơi khử các ion dương. Cực dương được tích điện dương; nó là nơi oxy hóa các ion âm. Trong một tế bào điện phân, hai cực này được kết nối với một nguồn năng lượng bên ngoài. Mạch thường được hoàn thành bởi một dung dịch muối gọi là chất điện phân. Trong quá trình sản xuất kim loại thông qua quá trình điện phân, một lớp kim loại sẽ hình thành trên cực âm.
Bản chất của phản ứng
Trong phản ứng oxi hóa khử - hoặc oxi hóa khử - hai nguyên tố khác nhau trao đổi electron. Trong quá trình điện phân, kim loại rắn hoặc nóng chảy sẽ xuất hiện khi một ion kim loại tích điện dương thu được các electron sao cho nó có điện tích trung tính. Các ion kim loại dương có mặt trong dung dịch điện phân. Chúng có thể tạo thành kim loại rắn hoặc nóng chảy trên catốt khi có dòng điện vào thiết bị. Ví dụ, trong quá trình tinh chế điện phân nhôm, các ion nhôm từ chất điện phân sẽ bị khử ở cực âm, tạo thành nhôm rất tinh khiết.
Ứng dụng của điện
Để sản xuất kim loại diễn ra, một tiềm năng điện phải được áp dụng. Trong quá trình điện phân, dòng điện tử này thường xuất phát từ dòng điện một chiều bên ngoài. Sau khi dòng điện được áp dụng, các electron sẽ di chuyển qua mạch ngoài và các ion dương sẽ di chuyển trong chất điện phân. Sau đó, cực âm có thể trải qua quá trình khử với các electron và ion này để tạo thành kim loại.
Điểm cuối của mạ điện
Quá trình mạ điện bị giới hạn bởi lượng ion kim loại dương trong dung dịch điện phân. Một khi tất cả các ion này đã được sử dụng hết, phản ứng sẽ không có cách nào để tiếp tục. Do đó, không còn kim loại sẽ hình thành. Để tiếp tục hình thành nhiều kim loại hơn, bạn phải thêm các ion kim loại dương hơn vào dung dịch điện phân.