Электрохимия.

Один из первых примеров успеха электрохимии - производство алюминия. В романе Н. Г. Чернышевского «Что делать?» при описании городов будущего в качестве образцов технического прогресса упоминаются дома из алюминия: в середине XIX в. алюминий был таким дорогим, что из него делали только очень редкие предметы, например игрушки для наследников престола [1]. И лишь в 1886 г. обнаружили, что природный глинозем (оксид алюминия) растворяется в расплавленном минерале — криолите, а из раствора можно выделить чистый алюминий путем электролиза. Сегодня алюминий настолько дешев, что идет на производство разнообразных товаров массового потребления — от упаковочной фольги до легкой кухонной посуды.

Электрохимия стала бурно развиваться сразу же после создания химического источника электрической энергии — вольтова столба. Химические превращения происходят потому, что внешний источник напряжения как бы перебрасывает электроны от анода к катоду: па катоде (положительном полюсе) происходит присоединение электронов — реакция восстановления, а на аноде (отрицательном полюсе) — отдача электронов — реакция окисления. В растворах химические превращения реализуются за счет того, что ток переносится ионами. Катод справедливо считается самым сильным восстановителем, а анод — самым сильным окислителем, поскольку на эти электроды можно подавать такое сильное напряжение, какое требуется для проведения реакции.

В простейшем примере (рис. 13.3) в воде растворяется соль (NaCl). Ионы СИ притягиваются положительно заряженным электродом (в данном случае атомами углерода), а ионы Na+ — отрицательно заряженным электродом (атомами железа). Натрий оседает в твердой форме на поверхности, а хлор испаряется.

Схема электролиза

Рис. 133. Схема электролиза1

Само существование гальванических элементов обусловлено химическими процессами: это такие источники тока, которые преобразуют химическую энергию в электрическую.

Английский химик Г. Дэви (1778—1829) путем электролиза разложил щелочи и впервые получил из их расплавов новые элементы — барий, стронций, кальций, магний, калий и натрий. М. Фарадей решил многие теоретические проблемы электролиза, сформулировав, в частности, основной закон электролиза', количество выделившегося при электролизе вещества пропорционально количеству пропущенного электричества и атомной массе с учетом валентности.

Регулируя температуру и силу тока в процессе электролиза, можно управлять как скоростью, так и направлением химической реакции. Ныне [2]

с помощью электролиза водных растворов получают в огромных количествах водород и кислород, хлор и его диоксид, гидроксид натрия, хлораты (соли хлорноватой кислоты НС103) и перхлораты (соли хлорной кислоты НСЮ4), а также металлы: медь, свинец, олово, кобальт, никель и др.

  • [1] В 1856 г. в США алюминий продавали по 12 долл, за фуит (454 г), а серебро —по 15 долл.
  • [2] Паука. Величайшие теории. Вып. 22. Масса атомов. Дальтон. Атомная теория. С. 101.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >