Электролиз сипаттамалары. Электролиздің өтуіне әсер ететін негізгі технологиялық факторларға анықтама беріп мысалдар келтіріңіз

Кез –келген химия технологиясындағы өндірістің негізгі шарты - ол өндірілетін химиялық заттардың экономикалық және экологиялық тұрғыдағы эффективтілігі болып есептеледі.

Химия технологиясындағы жүйенің ең бас органы «жүрегі», әрине ол химиялық реактор. Электрхимиялық үдерістер технологиясында - ол электролизер. Электролизер көбінесе технологияның принципиалды тұрғыдағы ерекшелігін көрсетеді.

Иондардың разрядталу реттіліктері:

Егерде ертіндіде кем дегенде екі түрлі катиондар мен аниондар болған жағдайда:

Катодта бірінші кезекте тотықсызданатын катион, потенциалы ең жоғары (оң) мәнге ие катиондар болып табылады

Ал анодта бірінші болып тотығатын аниондар потенциалы ең төмен (теріс) мәнге иелері болып саналады.

Жалпы ереже бойынша:

-анодтағы өтетін жартылай реакциялар реттілігі олардың потенциалдарының өсуіне пропорцио- налды

- ал катодтағы өтетін жартылай реакциялар реттілігі олардың потенциалдарының төмендеуі мен сәйкес болады
Тұз ерітіндісінің электролизі:

СУ, электролиттің құрамдас бөлігі себепті міндетті түрде электролиз процестеріне қатысады. Судың тотықсыздануының жартылай реакциясының потенциалы:

2H₂O - 4e = O₂ + 4H⁺ Е^o = + 1,23 В

F^– - иондары (Е^o = + 2,87 В) мен отттегі құрамдас аниондар SO₄^2-, NO₃^- және басқаларының потенциалдары едәуір оң мәндерге ие. Сол себепті олар сулы ортада еш уақытта тоттығуы мүмкін болмайды.

Сілтілі ортадағы судың тотықсыздануының жартылай реакциясының потенциалы: 2H₂O + 2e = H₂ + 2OH^- Е^o = –0,828 В

Сұйық ертінділердегі судың тотықсыздану потенциалы Е^o = –0,41 В. Судың тотықсыз- дану потенциалы сілтілі және сілтілі-жер элементтерінен оң бөлігінде орналасады, Al, Ti және басқалары. Сол себепті , бұл металдар сулы ортада, өз тұздарынан электролиз үдерісі негізінде алынбайды.

U=(E_A – E_K)+(ΔE_A - ΔE_K )+I·R_диафр.+I·R_эл+I·R_конт. (11-1)

Мұндағы: U – электролизер блогындағы жалпы кернеу; (EA – EK) – анод пен катодтағы тепе-теңдік потенциалдарының айырымы; (Δ EA - Δ EK ) - анод пен катодтағы артық кернеу айырымы; I·Rдиафр. , I·Rэлектрол.  – диафрагма мен электролиттегі кернеу; I·Rконт. – контактардағы кернеу жойылымы.

(E_A – E_K) - ыдырау кернеуі деп аталады. Әдетте оның мөлшері электролиз барысындағы электр қуаттылығына сәйкес болып, заттардың ішкі энергиясының өзгеріліміне тең болады.

Электролизді тиімді өткізудің негізгі мақсаты - ол жалпы кернеу мәнін түсіру (азайту) болып табылады. Ол поляризация мәндерін және омдық тегеуріндерді өзгерту негізінде іске асырылады.

Ыдырау кернеуі негізінен реакцияға түсетін заттардың табиғатына байланысты болғандықтан, оны өзгерту (факторларды өзгертумен) мүмкін емес. (ΔE_A - Δ E_K ) –мәндерін электрохимиялық реакциялар дың өту ерекшеліктеріне байланысты өзгертіп, электролиздің тиімді өтуін іске асыра аламыз.