Цахилгаан бүрэх ба Электролиз
Электролиз гэж юу вэ?
Электролиз нь химийн нэгдлүүдийг задлахад шууд цахилгаан гүйдэл ашигладаг процесс юм. Тиймээс электролизийн процессыг ажиллуулахын тулд цахилгаан эрчим хүчний гадаад эх үүсвэр шаардлагатай. Электролизийн явцад аяндаа химийн урвал явагдах ёстой. Электролиз явагдахын тулд бодис нь цахилгаан гүйдэл дамжуулах ёстой. Тиймээс үүний тулд электролитийн уусмал байх ёстой. Энэ нь хайлсан шатанд байгаа бодисоос үүссэн эсвэл өөр уусгагчд ууссан чөлөөт ионуудыг агуулдаг. Электролизийн үед исэлдэх-багарах урвал явагддаг. Тиймээс үндсэндээ анод ба катод гэж нэрлэгддэг хоёр электрод байдаг. Эсрэг цэнэгтэй ионууд электродуудад татагддаг. Исэлдэлтийн урвал нь анод дээр, ангижрах урвал нь катод дээр явагддаг. Электродууд нь электролитийн уусмалд дүрдэг. Ихэвчлэн эдгээр уусмалууд нь электродын төрөлтэй холбоотой ионы уусмалууд юм. Жишээлбэл, зэсийн электродыг зэсийн сульфатын уусмалд, мөнгөн электродыг мөнгөн хлоридын уусмалд дүрнэ. Эдгээр шийдлүүд нь өөр өөр байдаг; тиймээс тэднийг салгах хэрэгтэй. Тэднийг салгах хамгийн түгээмэл арга бол давсны гүүр юм. Ионы электродууд руу шилжих, тэдгээрийг багасгах эсвэл исэлдүүлэх энергийг гадаад гүйдлийн хангамжаар хангадаг.
Электролиз нь өргөн хэрэглэгддэг ойлголт бөгөөд электролитийн эсүүдэд ашиглагддаг. Жишээлбэл, хэрэв бид зэс, мөнгийг эсийн хоёр электрод гэж үзвэл мөнгө нь гадаад эрчим хүчний эх үүсвэрийн (батарей) эерэг терминалтай холбогддог. Зэс нь сөрөг терминалтай холбогдсон. Сөрөг терминал нь электроноор баялаг тул электронууд эндээс зэс электрод руу урсдаг. Тиймээс зэс багасч байна. Мөнгөний электрод дээр исэлдэлтийн урвал явагдаж, суллагдсан электронууд нь батерейны электрон дутагдалтай эерэг терминалд өгөгддөг. Дараах нь зэс, мөнгөн электродтой электролитийн үүрэнд явагдах ерөнхий урвал юм.
2Ag(s)+ Cu2+ (сус) ⇌2 Ag+ (ус)+ Cu(s)
Үйлдвэрлэлийн хувьд электролизийн үзэл баримтлалыг Al, Mg, Ca, Na, K зэрэг цэвэр металлыг үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Цаашлаад хлор, устөрөгчийн түлш, хүчилтөрөгч гэх мэтийг үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
Цахилгаан хавтан
Цахилгаан бүрэх нь электродыг металл ионоор бүрэх арга юм. Энэ процессын химийн үндэс нь электролиз юм. Иймд цахилгаанаар бүрэх нь металлын ионуудыг хөдөлгөхөд гаднах цахилгаан орон хэрэгтэй. Эхэндээ металлын ионууд уусмалд чөлөөтэй байх болно. Цахилгаан гүйдлийн нийлүүлэлтээр эдгээр ионууд катод руу шилжиж, тэг валенттай метал үүсгэхийн тулд тэнд багасах болно. Энэ металл нь дамжуулагч электродыг бүрэх болно. Давхаргын зузааныг нэмэгдүүлэхийн тулд цахилгаан бүрээсийг ашигладаг. Үнэт эдлэлийн үйлдвэрлэлд хямд үнэтэй бүтээгдэхүүнийг (жишээлбэл, зэсээр хийсэн бүтээгдэхүүн) мөнгө эсвэл алтаар бүрэхэд ашигладаг. Энэ нь мөн металл эд зүйлсийг өөр металлаар бүрэхэд хэрэглэгддэг. Энэ процессоор анхны металлд байхгүй шинж чанаруудыг түүнд өгч болно. Зэврэлтээс хамгаалах, элэгдэлд тэсвэртэй, тосолгооны материал зэрэг нь металд өгч болох цөөн тооны шинж чанарууд юм.
Цахилгаан бүрэх болон электролиз хоёрын ялгаа нь юу вэ?
• Электролиз нь химийн нэгдлүүдийг задлахад шууд цахилгаан гүйдэл ашигладаг процесс юм. Цахилгаанаар бүрэх нь электродыг цахилгаан гүйдэл ашиглан металл ионоор бүрэх арга юм.
• Электролиз нь цахилгаан бүрэхийн ард явагддаг үндсэн процесс юм.
