الکتروشیمی صنعتی

الکتروشیمی صنعتی

اسلاید 1: بسم الله الرحمن الرحیم

اسلاید 2: الکتروشیمی صنعتی۲ واحد نظری ( رشته شیمی کاربردی)

اسلاید 3: جایگاه درسدرس الکتروشیمی صنعتی یک درس دو واحدی نظری همراه با یک واحد عملی از دروس اختیاری رشته شیمی کاربردی است.

اسلاید 4: طرح کلی درسبخش اول: قسمت نظریکلیاتهدایتنیروی الکتروموتوریبخش دوم: قسمت صنعتیاصول نظری در تهیه روکش های فلزیآبکاری و مدل سازی به طریق الکترولیزاستخراج و تصفیه فلزاتالکترولیز هالوژنورهای قلیایی

اسلاید 5: بخش اول قسمت نظری

اسلاید 6: الکتروشیمی در باره روابط بین پدیده های شیمیایی و الکتریسیته بحث می کند.انرژی بعضی از واکنش های شیمیایی از جمله یون ها را ممکن است به نیروی الکتروموتوری تبدیل کرد در حالی که به کار بردن نیروی الکتروموتوری در محلول محتوی یون ها یا نمکهای مذاب موجب واکنش شیمیایی می شود .

اسلاید 7: تبدیل جریان الکتریکی در الکتروشیمی واکنش شیمیاییجریان الکتریکیالکترولیز / مصرف انرژیباطری الکتروشیمیایی / تولید انرژی

اسلاید 8: باطری ها و سل های سوختی وسایلی هستند که با استفاده از واکنش های شیمیایی در آنها نیروی الکترو موتوری تولید می شود . آبکاری ، نمونه سازی ، به روش الکترولیتی ،استخراج و تصفیه فلزات تعدادی از روشهای الکترو شیمی هستند که با بکار بردن نیروی الکترو موتوری لازم واکنش شیمیایی دلخواه را سبب می شوند. خوردگی فلزات با دو دسته روش گفته شده در فوق متفاوت است .

اسلاید 9: خوردگی فلزات یک پدیده الکتروشیمی است که بر اساس آن اختلاف پتانسیلی ایجاد می شود که مورد نظر نمی باشد مطالعه این امر صرفاً برای تهیه وسایل مؤثر در جلوگیری از خوردگی می باشد .

اسلاید 10: سیم ها یا الکترودهایی که در داخل محلول قرار می گیرند به ترتیب آند و کاتد نامیده می شوند.آند الکترودی است که از طریق آن الکتریسیته منفی یا به بیان دییگر الکترون محلول را ترک می کند . کاتد الکترودی است که به توسط آن الکتریسیته منفی را وارد محلول می شود . هر محلول به کار برده شده که جریان الکتریسیته را حمل می کند الکترولیت نام دارد.

اسلاید 11: یون هایی که به طرف آند حرکت می کنند آنیون ها و آنهایی که به طرف کاتد می روند کاتیون ها نامیده می شوند. کاتد الکترودی است که از طریق آن الکتریسیته منفی وارد محلول می شود پس باید به منبع الکتریسیته منفی یا به عبارت دیگر به قطب منفی وصل باشد . کاتیون ها که به طرف کاتد مهاجرت می کنند باید دارای بار مثبت باشند .آنیون ها دارای بار منفی هستند یون ها پس از رسیدن به الکترود ها بار الکتریکی خود را از دست داده و به صورت اتم یا مولکول خنثی در می آیند.

اسلاید 12: الکترولیزسیستم مصرف کننده انرژی است.G>0آند +کاتد -باطریسیستم تولید کننده انرژی است.G<0آند -کاتد +(فرآیند اکسایش)(فرآیند اکسایش)(فرآیند کاهش)(فرآیند کاهش)

اسلاید 13: Me1n+SO42-Me2n+SO42-Me2Me20 - ne- = Me2n+آندMe2n+ - ne- = Me20کاتدپل نمکی Me1تولید جریان الکتریکی توسط واکنش الکتروشیمیایی

اسلاید 14: Me1n+SO42-Me2n+SO42-Me2Me20 - ne- = Me2n+آندMe2n+ - ne- = Me20کاتدMe1دیافراگمغشاءیاتولید جریان الکتریکی توسط واکنش الکتروشیمیایی

اسلاید 15: مقدار الکتریسیته q واحد شدت جریان واحد الکتریسیته در ثانیه را در مدار انتقال می دهد . رابطه بین مقدار الکتریسیته و جریان به توسط رابطه زیر بیان می شود :q=Itt بر حسب ثانیه و qوI بر حسب واحد کولمب و آمپر اندازه گیری می شوند .

اسلاید 16: واحد عملی کار یا انرژی ژول با حرف اختصاری j و بر حسب تعریف برابر است با کار انجام شده یا انرژی مصرف شده وقتی جریانی با شدت یک آمپر به مدت یک ثانیه از مداری بگذرد که در دو انتهای آن اختلاف پتانسیل E قرار داده شده باشد بطوری که:W=qE

اسلاید 17: یک آمپر بین المللی جریانی است که بتواند مقدار 1.1180 میلی گرم نقره را از محلول آبی نیترات نقره استاندارد رسوب بدهد.یک اهم بین المللی مقاومت صفر درجه ستون یکنواختی از جیوه به ارتفاع 106.30 سانتیمتر می باشد که محتوی 14.4521 گرم جیوه باشد.

اسلاید 18: یک کولمب بین المللی عبارت از مقدار الکتریسیته ای است که جریان با شدت بین المللی واحد را در مدت یک ثانیه از مدار عبور می دهد.یک ولت بین المللی اختلاف پتانسیلی است که باید بر روی واحد بین المللی مقاومت قرار داد تا واحد بین المللی جریان از آن عبور کند.

اسلاید 19: روابط واحدهای بین المللی با واحدهای عملی:آمپر مطلق 0.99986 = یک آمپر بین المللی اهم مطلق 1.00048 = یک اهم بین المللی کولمب مطلق 0.99986 = یک کولمب بین المللی ولت مطلق 1.00034 = یک ولت بین المللی ژول مطلق1.00020 = یک ژول بین المللی

اسلاید 20: پلاریزاسیون کلی دستگاه ، شامل پلاریزاسیون شیمیایی پلاریزاسیون غلظتی می باشد.تغییر حاصل در پتانسیل الکترود را پتانسیل اضافی می نامند .از نظر مقایسه با پتانسیل بازگشتنی الکترود ، پتانسیل اضافی ، آند را مثبت تر و کاتد را منفی تر می کند.

اسلاید 21: پلاریزاسیون شیمیایی:واکنش شیمیایی که موجب بی بار شدن یون یا تشکیل آن می شود پلاریزاسیون شیمیایی را بوجود می آورد این واکنش با سرعت محدودی انجام می شود و برای سرعت مورد نظر باید مقداری انرژی صرف کرد. هرگاه بی بار شدن یونی نظیر تبدیل یون هیدراکسیل به اکسیژن ملکولی در چند مرحله صورت گیرد احتمالاً پلاریزاسیون مقدار بیشتری خواهد داشت.

اسلاید 22: سرعت واکنش های شیمیایی بستگی به جنس الکترود دارد که در بعضی موارد به عنوان کاتالیزور عمل می کند . پتانسیل اضافی برای احیای یون هیدروژن روی الکترودهای فلزی بستگی به جنس فلز الکترود دارد . پتانسیل اضافی به علت پلاریزاسیون شیمیایی با افزایش دانسیته جریان ترقی می کند . پلاریزاسیون شیمیایی بستگی به درجه حرارت و غلظت الکترولیت دارد .

اسلاید 23: پلاریزاسیون غلظتی از تغییر غلظت الکترولیت در نواحی الکترود ها در موقع عبور جریان حاصل می شود.پلاریزاسیون غلظتی بستگی به غلظت الکترولیت ، درجه حرارت و همزدن دارد که سرعت نفوذ و دانسیته جریان را تحت تأثیر قرار می دهند

اسلاید 24: بازده انرژی یک سل عبارت از نسبت انرژی لازم بطور نظری برای انجام یک واکنش بخصوص به انرژی به کار برده شده در عمل می باشد بازده انرژی را ممکن است بر حسب ولتاژ تجزیه به صورت زیر نوشت:

اسلاید 25: پدیده عبور الکتریسته در هادی های فلزی بر عهده الکترون هاست ، در حالی که هدایت در هادی های الکترولیتی به واسطه انتقال ماده یا به عبارت دیگر به توسط ذراتی بزرگتر از الکترون صورت می گیرد . بعلاوه در هادی های الکترولیتی بر خلاف فلزات ، حامل های الکتریسیته دارای بارهای مثبت و منفی می باشند.

اسلاید 26: عبور الکتریسیته از یک هادی همراه است با انتقال الکترون از یک نقطه با پتانسیل منفی بیشتر به یک نقطه با پتانسیل منفی کمتر. در هادی های جامد ،نمک های مذاب و بعضی نمک های جامد ،هدایت بوسیله مهاجرت مستقیم الکترون ها تحت تأثیر پتانسیل به کار برده شده صورت می گیرد .

اسلاید 27: در هادی های الکترولیتی که شامل الکترولیت های قوی و ضعیف و نمک های مذاب انتقال الکترون به وسیله مهاجرت یون ها (مثبت یا منفی) به طرف الکترود ها صورت می گیرد . این مهاجرت نه تنها شامل انتقال الکتریسیته از یک الکترود به الکترود دیگر می باشد بلکه شامل انتقال ماده از یک قسمت هادی به قسمت دیگر است .

اسلاید 28: عبور جریان در هادی های الکترولیتی غالباً همراه با تغییرات شیمیایی در الکترودها می باشد که کاملاً بستگی به خصوصیات و مشخصات مواد سازنده هادی و الکترود ها دارد. در هادی های الکترونی مقاومت با درجه حرارت افزایش پیدا می کند ولی مقاومت هادی های الکترولیتی با افزایش درجه حرارت کاهش می یابد.

اسلاید 29: مهاجرت عبارت از حرکت الکترون ها از طریق محلول در جهت جریان است که هر یونی قسمتی از جریان را حمل کرده و سهمی از انتقال الکتریسیته در داخل محلول را دارا می باشد .

اسلاید 30: قانون فاراده در الکترولیز فاراده دریافت که جرم ماده حاصل در واکنش الکترود ها مستقیماً متناسب با مقدار کمی الکتریسیته ای که از محلول می گذرد می باشد . ثابت شده است که این قانون دقیقاً صدق می کند مشروط بر اینکه انتقال جریان صرفاً به وسیله هدایت الکترولیتی صورت بگیرد .

اسلاید 31: یک کولمب مطلق 0.0011797 گرم نقره را رسوب می دهد و چون جرم راسب شده متناسب با مقدار الکتریسته است بنابراین تعداد کولمب الکتریسیته لازم برای رسوب یک اتم گرم نقره یعنی 107.870 گرم برابر است با

اسلاید 32: با استفاده از قانون فاراده وزن محصولات اولیه تشکیل شده در هر تجزیه الکترولیتی را می توان به آسانی با داشتن شدت جریان و زمان عبور الکتریسیته محاسبه کرد .m جرم ماده آزاد شده در سطح الکترود، I شدت جریان، t مدت زمانی که جریان عبور می کند، M جرم اتمی، n تعداد الکترون مبادله شده، F ثابت فاراده می باشد.

اسلاید 33: قانون دوم فاراده یک فاراده الکتریسیته عبارت از بار همراه با ذره واحد بار الکتریکی یا بطور کلی بار همراه با یک اکی والان گرم از ماده شیمیایی است. وقتی یک فاراده ازالکتریسیته از داخل محلولی بگذرد در داخل محلول نیز معادل عدد آووگادرو الکترون در اثر مهاجرت یونهای منفی و مثبت به طرف الکترودهای مربوط حمل می شود.

اسلاید 34: انتقال و عدد انتقال: با اینکه جریان الکتریکی در داخل محلول به وسیله مهاجرت یونهای مثبت و منفی انجام می شود معهذا کسری از تمام جریان به وسیله هر کدام از یون ها حمل می شود یکسان نیست . سرعت مهاجرت متوسط کاتیون +  سانتیمتر بر ثانیه ، سرعت آنیون ، -  وبه ترتیب t+ و t-عدد حمل یا عدد کاتیون و آنیون می باشند

اسلاید 35: اعداد انتقال یون ها با کسری از کل جریان که به توسط یون ها حمل می شود مستقیماً متناسب با سرعت مطلق آنها خواهد بود. وقتی این اعداد مساوی باشند بنابر این هر دو یون به میزان مساوی در انتقال جریان شرکت می کنند.بنابر این هر دو یون به میزان مساوی در انتقال جریان شرکت می کنند.

اسلاید 36: صرفنظر از اینکه نسبت بین و چه باشد چون دو یون خود تمام جریان را حمل می کنند بنابر این مجموع دو عدد انتقال باید برابر با واحد باشد:

اسلاید 37: قانون هیتورف : وقتی جریانی از داخل محلولی بگذرد تغییرات غلظت محلول در حوالی الکترود ها مستقیماً متناسب با سرعت یون های مربوط می باشد . هرگاه سرعت یون ها یکسان باشد کاهش غلظت کاتیون ها به علت مهاجرت از منطقهآندی برابر با کاهش آنیون ها به علت مهاجرت در ناحیه کاتدی است از طرف دیگر وقتی نقصان غلظت کاتیون ها در منطقه آندی به علت مهاجرت سه برابر نقصان آنیون ها در قسمت کاتدی می باشد تشابه بین غلظت و سرعت یون در مهاجرت از نواحی آندی و کاتدی موجب پیدایش قانون هیتورف گردید .

اسلاید 38: چون مقدار کل کل جریان عبور داده شده در داخل سل بر حسب اکی والان متناسب با می باشد نتیجه مستقیم قانون هیتورف عبارتست از:

اسلاید 39: اندازه گیری عدد انتقال : عدد انتقال را معمولاً به دو روش اندازه گیری می کنند .1- روش هیتورف که بر اساس اندازه گیری تغییر غلظت در اطراف الکترودها به علت مهاجرت استوار است.2- روش مرز متحرک

اسلاید 40: روش هیتورف : در این روش سل را با الکترولیت مورد آزمایش پر کرده و جریان را برقرار می کنیم و اجازه می دهیم که الکترولیت به مدت کافی تجزیه شود تا تغییرات قابل ملاحظه ای در غلظت اطراف الکترود ها حاصل شود. سپس جریان را قطع می کنیم و محلول یک یا هردو قسمت از الکترود ها را خالی کرده توزین و آنالیز می نمائیم . مقدار جریان الکتریسیته مصرف شده بر حسب کولمب را از روی افزایش وزن کاتد کولومتر تعیین می کنیم .

اسلاید 41: روش مرز متحرک : در روش مرز متحرک حرکت یون ها تحت تأثیر پتانسیل الکتریکی را می توان مستقیماً مشاهده کرد بدون اینکه احتیاج به اندازه گیری غلظت در اطراف الکترود ها باشد. سل شامل یک لوله بوده که بطور قائم قرار گرفته و با محلول کلرور کادمیم پر شده است و محلول مورد نظر به آن اضافه می شود بطوری که یک مرز مشخص بین دو محلول بوجود می آید کاتد که در بالا قرار دارد یک سیم پیچ پلاتینی است در صورتی که آند در پائین و از جنس کادمیم می باشد وقتی جریان را برقرار کنیم کادمیم در ناحیه آندی حل می شود. کاتیون ها به طرف کاتد حرکت می کنند جای آنها بوسیله یون های کادمیم اشغال می شود و بنابر این مرز بین دو محلول به طرف بالا حرکت می کند. با در نظر گرفتن حجم جابجا شده به توسط مرز متحرک و مقدار الکتریسیته ای که از داخل سل گذشته می توان عدد انتقال یون هیدروژن را محاسبه کرد.

اسلاید 42: اگر حجم جابجا شده به توسط مرز متحرک در مدت عبور q فاراده الکتریسیته که در کولومتر اندازه گیری می شود v سانتیمتر مکعب باشد غلظت اسید c اکی والان گرم در لیتر باشد، تعداد اکی والان گرم های اسید که در اثر جریان به طرف کاتد حمل شده است اکی والان گرم می باشد چون این مقدار اکی والان گرم به طرف کاتد حمل شده است و مقدار کل جریان حمل شده q اکی والان است پس عدد انتقال یون هیدروژن عبارت است از :

اسلاید 43: اعداد انتقال کاتیون با تغییر شدت جریان زیاد تغییر نمی کند ولی با افزایش غلظت تغییر می کند. به عنوان قانون کلی اعداد انتقالی که در محلول رقیق بزرگ می باشند با افزایش غلظت کم می شوند و بالعکس آنها که کوچک هستند با افزایش غلظت افزایش می یابند . با افزایش درجه حرارت اعداد انتقال کاتیون و آنیون به هم نزدیک می شوند و به سمت 0.5 میل می کنند از اینرو اعداد انتقال بزرگتر از 0.5 هنگامی که درجه حرارت بالا رود کاهش می یابند در حالی که اعداد انتقال کمتر از 0.5 افزایش پیدا می کنند.

اسلاید 44: مقاومت مخصوص و هدایت مخصوص:مقاومت یک هادی الکتریکی R نسبت مستقیم دارد با طول آن l و نسبت معکوس دارد با سطح مقطع آنs که در ضمن می توانیم آنرا به صورت زیر بنویسیم:

اسلاید 45:  ضریب تناسب است و مقاومت مخصوص نامیده می شود . چون R بر حسب اهم ، l بر حسب سانتیمتر و s بر حسب سانتمیتر مربع است،  بر حسب اهم سانتی متر می باشد.

اسلاید 46: هدایت عکس مقاومت است بنابر این هدایت مخصوص L عکس مقاومت مخصوص می باشد.که با استفاده از روابط مربوط دارای واحد می شود که گاهی رامو می نامند.

اسلاید 47: هدایت مخصوص را می توان به صورت زیر نوشت:I/s عبارت از جریان بر واحد سطح می باشد و به نام دانسیته جریان معروف است و با علامت i نشان داده می شود و E/l به نام شدت میدان یا افت پتانسیل معروف بوده و با x نشان داده می شود .

اسلاید 48: اندازه گیری هدایت الکترولیتها:در اندازه گیری هدایت الکترولیت ها خاصیتی که عملاً اندازه گیری می شود مقاومت می باشد .الکترولیت مورد اندازه گیری را در ظرف هدایت سنجی ریخته و این ظرف در یک شاخه پل وتستون قرار می گیرد .

اسلاید 49: سلها معمولاً از یک ظرف شیشه ای درست شده اند که داخل آنها دو الکترود پلاتینی به فاصله ثابتی قرار گرفته اند و مقاومت این حجم از محلول بین دو الکترود است که اندازه گیری می شود. برای اندازه گیری مقاومت محلول یک هادی ضعیف باید سلی انتخاب شود که سطح مقطع الکترودها وسیع و فاصله آنها کوچک باشد بدین ترتیب مقاومت محلول پایین آمده و به سهولت قابل اندازه گیری می شود .

اسلاید 50: در مورد الکترولیتهای قوی سطح الکترود ها کوچکتر و فاصله آنها باید زیاد باشد. در اندازه گیری هدایت هیچگاه نباید از جریان مستقیم استفاده کرد زیرا محلول تجزیه شده و محصولات حاصل روی الکترود ها تجمع نموده و اندازه گیری را دچار اختلال می نماید به همین جهت از جریان متناوب استفاده می نمایند بطوری که مقدار جزئی از الکترولیت که در یک نیم تناوب تجزیه می شود در نیم تناوب بعد مجدداً ترکیب می شود .

اسلاید 51: برای این که اثر محصولات روی الکترود ها را به حداقل تقلیل دهند در هدایت سنجی از الکترود های پلاتین پلاتینی شده استفاده می نمایند . هدایت با تغییر درجه حرارت بطور محسوس تغییر می کند بنابراین ظرف هدایت سنجی باید در داخل حمام با درجه حرارت ثابت قرار گیرد.

اسلاید 52: ثابت سل : در هدایت سنجی l عبارتست از فاصله دوالکترود در سل و s سطح مقطع الکترود ها می باشد. برای یک سل بخصوص هم l و هم s ثابت هستند و را به نام ثابت سل می نامند ثابت سل را ممکن است مستقیماً اندازه گیری کرد ولی معمولاً سل را با محلولی که هدایت مخصوص آن دقیقاً معلوم است پر کرده و با تعیین مقاومت آن ثابت سل را محاسبه می نمایند. متداولترین محلولی که در این مورد به کار می رود محلول کلرور پتاسیم می باشد.

اسلاید 53: هدایت اکی والان و هدایت مولی : هدایت مخصوص الکترولیت ها با غلظت به میزان نسبتاً زیادی تغییر می کند. 1- هدایت مولی که عبارت است از : v عبارت است از حجمی (بر حسب سانتیمتر مکعب) که محتوی یک مول از جسم بوده و c غلظت جسم (بر حسب مول بر سانتیمتر مکعب) می باشد . واحد هدایت مولی

اسلاید 54: هدایت اکی والان که عبارتست از :v بر حسب سانتیمتر مکعب حجمی است که محتوی یک اکی والان گرم از جسم می باشد وc عبارت است از غلظت بر حسب اکی والان گرم بر سانتی متر مکعب واحد هدایت اکی والان عبارت است از

اسلاید 55: تغییرات هدایت اکی والان با غلظت :هرگاه غلظت کاهش یا رقت افزایش یابد، هدایت اکی والان افزایش پیدا نموده و به سمت حدی میل می کند که به نام هدایت در رقت بی نهایت یا هدایت در غلظت صفر نامیده می شود و با علامت نشان داده می شود .

اسلاید 56: منظور از رقت بی نهایت یا غلظت صفر این نیست که جسمی در حلال وجود ندارد بلکه فاصله یونی آنقدر زیاد است که روی یکدیگر اثری ندارند. کهلروش پس از مطالعات زیاد روی الکترولیت ها نتیجه گرفت که در مورد بعضی از اجسام در محلولهای رقیق می توان رابطه ای بر حسب هدایت اکی والان و غلظت c نوشت : K یک ثابت است.

اسلاید 57: نظریه یونیزاسیون:آرنیوس عقیده داشت که در محلول یک الکترولیت یون ها همواره در مجاورت ملکولهای یونیزه نشده به حال تعادل وجود دارند بنابر این برای یک الکترولیت دوتایی مانند BA تعادلی به صورت زیر وجود دارد.

اسلاید 58: وقتی رقت افزایش یابد تعادل به سمت راست تغییر محل می دهد و یونیزاسیون بیشتری صورت می گیرد تا اینکه در رقت بی نهایت یونیزاسیون کامل می شود .

اسلاید 59: اگر هدایت اکی والان و هدایت در ر قت بی نهایت باشد. کسری از ملکولهای جسم می باشد که یونیزه شده است.

اسلاید 60: استووالد نشان داد که اگر یک محلول الکترولیت BA را در نظر می گیریم که می تواند یون های A-وB+ را در محلول BA با غلظت c مل در لیتر تولید کند . بر طبق قانون تعادل داریمرابطه اخیر به نام قانون رقت استوالد نامیده می شود.

اسلاید 61: دبی و هوکل توانستند رابطه ای بین هدایت اکی والان بدست آمده در غلظت cنسبت به هدایت اکی والان در رقت بی نهایت بدست آورند این محاسبات بعداً به وسیله انزاگر اصلاحاتی پیدا کرد و نتیجه نهایی به نام معادله دبی ،هوکل و انزاگر یا بطور خلاصه معادله انزاگر به صورت ارائه شد که در آن AوB ثابت های بدست آمده نظری می باشند که بستگی به درجه حرارت و طبیعت حلال دارند.

اسلاید 62: بر طبق فرضیه مهاجرت مستقل یونها ی کهلروش هر یون در غلظت صفر صرفنظر از طبیعت سایر یون ها سهمی از مقدار کل هدایت اکی والان را دارا می باشد این قانون را می توان به صورت زیر بیان کرد : 0(+) و 0(-) به ترتیب هدایت های یونی کاتیون و آنیون در غلظت صفر می باشند.

اسلاید 63: هدایت یک الکترولیت مقیاسی از توانایی الکترولیت در حمل جریان الکتریسیته است و جریان عبارت از سرعت مبادله بار الکتریکی می باشد بار الکتریکی در داخل الکترولیت به وسیله یون ها حمل می شود بنابر این هدایت یک الکترولیت بستگی به سرعت که یون ها بار الکتریکی را حمل می کنند دارد.

اسلاید 64: سرعت یونها به سه عامل بستگی دارد : 1- ظرفیت یون ها، واضح است که یون چند ظرفیتی بار الکتریکی بیشتری را نسبت به یک یون یک ظرفیتی حمل می کند.2- غلظت یون ها ، هر قدر تعداد یون ها بیشتر باشد سرعت مبادله بار الکتریکی بیشتر می شود .3- سرعت یونها ، هر چه یونها سریعتر حرکت کنند سرعت مبادله بار الکتریکی بیشتر خواهد بود .

اسلاید 65: تحرک یونی کاتیون و آنیون در غلظت صفر به تر تیب با و نشان داده می شود . چون سرعت یون ها متناسب با تحرک یونی آنهاست عدد انتقال را می توان بر حسب تحرک یونی نوشت : ،

اسلاید 66: رابطه هدایت یونی و تحرک یونی برای حالت مخصوص موقعی که غلظت صفر باشد به ترتیب زیر است : ،

اسلاید 67: موارد استعمال هدایت سنجی :از نتایج هدایت سنجی برای بررسی کیفیت الکترولیت ها در محلول و نیز تعیین بسیاری از مسائل شیمیایی استفاده می کنند.مزیت مهم هدایت سنجی این است که هدایت با غلظت یونی رابطه مستقیم دارد و به علاوه نسبت به یون های H+و OH- حساس می باشد ضمن اینکه می توان از اشکالات واکنش های بین یونی که به وسیله دبی و هوکل اعلام شده است با رقیق کردن محلول مورد بررسی جلوگیری کرد.

اسلاید 68: تعیین پایان واکنش به روش هدایت سنجی:در خنثی کردن اسید و باز مانند HCl و NaOH با استفاده از سل هدایت سنجی ابتدا غلظت یون H+ بزرگ است و غلظت این یون با افزایش سود تا نقطه اکی والان (نقطه پایان واکنش) مرتباً کم می شود و بعد از نقطه اکی والان یونهای با هدایت کمتر Na+ جایگزین یون های H+ می شوند. از نقطه اکی والان به بعد اگر باز هم سود اضافه شود غلظت یون OH- بالا می رود و هدایت محلول افزایش می یابد.

اسلاید 69: درجه یونیزاسیون الکترولیت های ضعیف :با استفاده از رابطه آرنیوس در مورد الکترولیت های قوی این رابطه جوابهای غلطی برای درجه یونیزاسیون نشان می دهد در مورد الکترولیتهای ضعیف غلظت یونی گاهی خیلی کوجک است و می توان تجمع یون های ضعیف و تشکیل مولوکولهای تجزیه نشده را با خطای کوچکی مطالعه کرد به علاوه می توان تصحیحات لازم را در مورد تغییرات هدایت اکی والان نسبت به غلظت به علت واکنشهای بین یونی به عمل آورد.

اسلاید 70: f ضریبی است که تفاوت بین اکتیویته و غلظت را مشخص می کند و مقیاسی از واکنش های بین یونی می باشد . اگر ضریب اکتیویته با غلظت تغییر کند رابطه حد دبی – هوکل در مورد تعیین ضریب اکتیویته به صورت زیر است :fiضریب اکتیویته یون i،A یک ثابت ، Zi ضریب یون نوع iو I بزرگ قدرت یونی محلول می باشد.

اسلاید 71: fiقدرت یونی یک محلول به وسیله رابطه زیر محاسبه می شودCi غلظت یون i است منظور از مجموعه به حساب آوردن تمام یون های موجود در محلول می باشد ثابت A بستگی به درجه حرارت و ضریب دی الکتریک حلال دارد و برای محلول های آبی در 25C برابر با 0.51 است .

اسلاید 72: سلهای بازگشتنی و غیر بازگشتنی :شرایط لازم برای بازگشتنی بودن عبارتند از: 1- نیروی محرکه و مقاوم به مقدار بسیار جزئی با هم اختلاف داشته باشند.2- با بکار بردن نیرویی به مقدار بسیار جزئی بیش از نیروی محرکه واکنش بطور معکوس انجام شود.

اسلاید 73: اختلاف پتانسیلی را که موجب می شود تا جریان از یک الکترود با پتانسیل بالاتر به الکترود با پتانسیل پائین تر انتقال پیدا کند نیروی الکتروموتوری می نامند که با (e.m.f.) نشان داده می شود و بر حسب ولت می باشد .

اسلاید 74: ولتمتر اسباب مناسبی برای تعیین پتانسیل سل نمی باشد زیرا ولتمتر مقداری از جریان سل را مصرف می کند و از طرفی موجب تغییر نیروی الکتروموتوری به علت ایجاد محصولات واکنش بر روی الکترود ها و نیز تغییرات غلظت الکترولیت در اطراف الکترود ها می شود.

اسلاید 75: سل استاندارد:پتانسیل سل های استانداردی تجدید شدنی و نیز نسبت به زمان ثابت باشد این سلها نیز باید بازگشتنی بوده و پس از عبور جریان از داخل سل تغییری در آنها بوجود نیاید (خراب نشود) و بعلاوه ضریب حرارتی پتانسیل آنها کوچک باشد سلی که خواص بالا را می تواند تا حد زیادی دارا باشد سل اشباع و غیر اشباع وستون می باشد.

اسلاید 76: قطب مثبت سل تشکیل شده است از مقداری جیوه که با خمیری مرکب از سولفات جیوه یک ظرفیتی و جیوه پوشیده شده است و قطب منفی شامل ملقمه کادمیم به غلظت 12-14 درصد وزنی کادمیم می باشد روی هردوالکترود مقداری بلور جامد اضافه می کنند و تمام سل را با محلول اشباع سولفات کادمیم پر کرده و انتهای الکترودها را با چوب پنبه بسته و با لاک مسدود کرده اند . منظور از افزایش بلور جامد این است که الکترولیت را همواره در هر درجه حرارتی اشباع از این جسم نگهدارند .

اسلاید 77: سل اشباع و استاندارد وستون بر اساس واکنش بازگشتنی زیر کار می کنند. سل غیر اشباع وستون شبیه نوع اشباع می باشد با این تفاوت که از افزایش بلور جامد صرفنظر شده است و الکترولیت محلول سولفات کادمیم اشباع در C4 می باشد . بنابر این در تمام درجات بالاترC4 از سل نسبت به غیر اشباع می باشد .

اسلاید 78: اگر سل وستون دقیقاً تهیه و در نگهداری آن مراقبت شود پتانسیل آن سالها ثابت خواهد ماند سل اشباع وستون که گاهی آنرا سل نرمال وستون هم می گویند غالباً در آزمایشگاه ها به عنوان مبنای نیروی الکتروموتوری استاندارد به کار می رود .

اسلاید 79: کار خالص الکتریکی که بر اثر یک واکنش شیمیایی مقدار q کولمب الکتریسیته را در اختلاف پتانسیل E به جریان می اندازد qE می باشد . هنگامی که یک اکی والان گرم از اجسام در واکنش شرکت کنند مقدار q برابر با یک فارادی (1F) و ازاینرو اگر n اکی والان عمل کند مقدار nF خواهد بود در اینصورت کار الکتریکی حاصل از هر واکنشی که بتواند nF کولمب الکتریسیته در پتانسیل E تولید نماید : nFE = کار خالص الکتریکیاما هر کاری که سل انجام دهد از انرژی آزاد آن کم می شود .

اسلاید 80: موقعی که سل بطور برگشت پذیر کار انجام دهد ، کار ماکزیمم خواهد بود و کاهش انرژی آزاد برابر با کار انجام شده می باشد در این صورت

اسلاید 81: جدول رابطه بین علامت ها (G) وE نوع واکنش(G)Eخودبخودغیرخودبخودتعادلی-+0+-0

اسلاید 82: الکترود استانداردی که عموماً مورد قبول واقع شده است الکترود هیدروژنی می باشد و قتی فشار هیدروژن یک اتمسفر و فعالیت یون هیدروژن یک باشد پتانسیل این الکترود در تمام درجات حرارت صفر می باشد .

اسلاید 83: وقتی فعالیت محلول اسید کلریدریکی که الکترود هیدروژن را احاطه می کند یک باشد و نیز فشار گاز هیدروژن که در الکترود به کار می رود یک اتمسفر انتخاب شود بر حسب قرارداد پتانسیل این الکترود را به عنوان الکترود استاندارد صفر قرار داده و پتانسیل الکترودهای دیگر را نسبت به آن می سنجند.

اسلاید 84: الکترود کالومل تشکیل شده است از یک ظرف شیشه ای که در ته ظرف مقداری جیوه و در روی جیوه خمیری مخلوط از جیوه و کلرور مرکورو قرار دارد و بقیه ظرف را با محلول کلرور پتاسیم اشباع از کلرورمرکورو پر کرده اند که واکنش نیم سل آن به قرار زیر است :

اسلاید 85: الکترود کامل نرمال محتوی کلرور پتاسیم یک مولار بوده و پتانسیل آ ن نسبت به الکترود استاندارد هیدروژن در 25C برابر 0.2802 ولت است .

اسلاید 86: الکترود کالومل اشباع محتوی کلرور پتتاسیم اشباع و پتانسیل آن نسبت به الکترود استاندارد هیدروژن 0.2415 ولت می باشد این الکترود هنگامی به کار می رود که حداقل تـأثیر سایر الکترولیت ها مورد نظر است ولی اشکال مهم تغییرات زیاد انحلال کلرور پتاسیم با درجه حرارت می باشد.

اسلاید 87: الکترود مقایسه دیگر نیم سل نقره-کلرورنقره است که یک سیم نقره یا پلاتین با روکش نقره می باشد و قشری از کلرور نقره روی آن قرار داده اند . این عمل با آند قرار دادن جسم در محلول کلرور حاصل می شود.

اسلاید 88: با داشتن نیروی الکتروموتوری سلهای شامل الکترود های مختلف در ترکیب با الکترود های مقایسه ای به آسانی می توان پتانسیل یک الکترود را محاسبه کرد . وقتی پتانسیل الکترود ها و واکنش آنها را بدانیم می توانیم نیروی الکتروموتوری و واکنش سل را پیدا کنیم .

اسلاید 89: قوانین مربوط به واکنشهای سل و نیروهای الکتروموتوری :اول – واکنش سل حاصل جمع واکنش دو الکترود است که در سل اتفاق می افتد. 1- واکنشی که در الکترود منفی صورت می گیرد یک واکنش اکسیداسیون است.2- واکنشی که در الکترود مثبت صورت می گیرد یک واکنش احیا می باشد.

اسلاید 90: دوم – پتانسیل سل حاصل جمع جبری پتانسیل الکترودهای آن است مشروط بر اینکه پتانسیل نسبت داده شده به هر الکترود پتانسیل واکنشی باشد که عملاً در هر الکترود اتفاق افتد.سوم – هرگاه نمای سل را در روی کاغذ طوری بنویسیم که الکترود منفی در سمت چپ قرار گیرد و الکترون در مدار خارجی از الکترود منفی به الکترود مثبت جریان پیدا کند واکنشی که برای سل طبق قانون اول پیدا می کنیم واکنش خودبخود بوده و نیروی الکتروموتوری بدست آمده برای سل طبق قانون دوم مثبت خواهد بود.

اسلاید 91: چهارم- اگر الکترودهای مثبت و منفی را اشتباه انتخاب کنیم بر طبق قانون سوم نیروی الکتروموتوری حاصل منفی خواهد شد که مطابق است با یک واکنش غیر خودبخود . در اینصورت برای بدست آوردن واکنش خودبخود و نیروی الکتروموتوری مربوط تنها کافی است که واکنش سل را معکوس کرده و علامت نیروی الکتروموتوری را عوض کنیم بدون اینکه مقدار آنرا تغییر دهیم .

اسلاید 92: با استفاده از اصول ترمودینامیک یک سل الکترو شیمی را در نظر می گیریم که واکنش شیمیایی کلی آن عبارتست از :

اسلاید 93: همینطور و پتانسیل استاندارد می باشد در اینصورت:

اسلاید 94: تعیین نیروی الکتروموتوری :پتانسیل استاندارد و ثابت سل :با استفاده از نیروی موتوری می توان ثابت تعادل واکنش ها را محاسبه کرد . برای انرژی آزاد استاندارد G داشتیم

اسلاید 95: ثابت تعادل می باشد طبق روابط ترمودینامیکی

اسلاید 96: انواع الکترود ها مهمترین الکترود هایی که در کارهای الکتروشیمی مورد استفاده قرار می گیرند به پنج دسته تقسیم می شوند.اول – الکترودهای فلز-یون فلزیدوم – الکترودهای ملقمه ای سوم – الکترود های گازیچهارم – الکترودهای فلز – نمک نامحلول پنجم – الکترودهای اکسیداسیون و احیا

اسلاید 97: الکترودهای فلز – یون فلزیالکترودهای این نوع شامل یک فلز در تعادل با محلول یونهای خود می باشند که از آن جمله می توان الکترود های روی،مس، کادمیم و سدیم را نام برد . تمام این الکترود ها بر اساس واکنش کلی عمل می کنند که پتانسیل الکترود آن ها خواهد بود: هر کدام از این الکترود ها نسبت به یون ها ی خود بازگشتنی می باشند بطوری که پتانسیل آنها بستگی به اکتیویته یون های فلزی محلولی که الکترود فلزی در آن قرار گرفته است دارد .

اسلاید 98: الکترودهای ملقمه ایبه جای انتخاب فلز خالص محلول این فلزات در جیوه یعنی ملقمه ها را به کار می رود . ملقمه فلزاتی که فعال تر از جیوه هستند اصولاً مانند فلز خالص عمل می کنند بااین تفاوت که با رقیق کردن فلز با جیوه اکتیویته فلز را تعدیل می کنند . اغلب به کار بردن ملقمه الکترود به جای الکترود خالص ترجیح داده می شود زیرا بطور کلی تعادل زودتر از فلزات خالص حاصل می شود .

اسلاید 99: فعالیت سدیم ، پتاسیم و کلسیم در محلول های آبی فوق العاده شدید بوده و نمی توان آنها را مستقیماً به کار برد به هر حال با تبدیل این اجسام به ملقمه فعالیت آنها به اندازه کافی تعدیل شده و اندازه گیری در حضور آب امکان پذیر می شود . مزیت دیگر ملقمه ین است که ناخالصی های کوچک که ممکن است در فلزات خاص اشکالاتی ایجاد کنند بدینطریق به اندازه کافی رقیق شده و نتایج رضایت بخش و تجدید شدنی می شوند.

اسلاید 100: الکترود ملقمه سرب واکنش این الکترود و پتانسیل آن

اسلاید 101: الکترود های گازیالکترودهای گازی تشکیل شده اند از یک سیم یا صفحه فلزی بی اثر که در محلولی قرار گرفته و در اطراف آن گازی که نسبت به یون های محلول بازگستنی می باشد به صورت حبابهائی آزاد می شود . عمل سیم یا صفحه که معمولاً پلاتین پلاتینی شده است تسهیل در برقراری تعادل بین گاز و یون مربوط و نیز اتصال الکتریکی الکترود می باشد .

اسلاید 102: در میان الکترود ها گازی الکترود هیدروژن نسبت به یو ن های هیدروژن بازگشتنی می باشد .واکنش اصلی که در الکترود هیدروژن وقتی فشار گاز هیدروژن یک اتمسفر باشد.

اسلاید 103: الکترودهای فلزی – نمک نامحلول الکترودهای این دسته در الکتروشیمی فوق العاده اهمیت دارند و از آنجمله می توان الکترودهای کالومل ، الکترود نقره – کلرور نقره ، الکترود سرب و الکترود نقره – برومور نقره را نام برد. ترکیب عمومی این دسته الکترودها عبارتست از یک فلز با پوششی از نمک سخت حل شونده از فلز الکترود و در محلولی قرار دارند که آنیون با آنیون نمک سخت حل شوند ه مشترک می باشد .

اسلاید 104: الکترودهای کالومل و الکترود نقره – کلرور نقره نسبت به یون های کلرور بازگشتنی می باشند . برای الکترود نقره – کلرور نقره و پتانسیل الکترود آن برای الکترود کالومل

اسلاید 105: الکترودهای اکسیداسیون و احیا اصطلاح الکترودهای اکسیداسیون و احیا در مورد الکترودهایی به کار می رود که نیروی الکتروموتوری در نتیجه حضور یون های جسم در دو ظرفیت اکسیداسیون مختلف به وجود آمده باشد وقتی یک سیم پلاتینی را در محلول محتوی یون ها فرو و فریک قرار دهیم نقش سیم پلاتین در اینجا صرفاً جذب این پتانسیل می باشد که مطابق است با کاهشی در انرژی آزاد سیستم و نیز به عنوان اتصال الکتریکی الکترود بکار می رود .

اسلاید 106: واکنش کلی برای تمام الکترودهای اکسیداسیون – احیا بصورت زیر است . ظرفیت حالت اکسیداسیون بالاتر و ظرفیت حالت اکسیداسیون پائینتر و عبارت از تغییر ظرفیت در واکنش الکترود می باشد معادله کلی نیروی الکتروموتوری خواهد بود

اسلاید 107: نیروی الکترو موتوری اکسیداسیون و احیای الکترود بستگی به اکتیویته های دو یون دارد بنابر این برای الکترود فریک – فرو به فرم واکنش الکترود عبارت است از :ونیروی الکترو موتوری این الکترود

اسلاید 108: سلهای غلظتیوقتی دو الکترود مشابه را در محلول یون های خود قرار دهیم اختلاف پتانسیلی مشاهده نخواهد شد به هر حال اگر الکترودها را در دو محلول با غلظتهای متفاوت که وسیله پل نمکی بهم مربوط شده اند قرار دهیم ، اختلاف پتانسیلی ایجاد خواهد شد الکترودی که با یون های مثبت به غلظت بیشتر احاطه شده است الکترون از دست می دهد و بار مثبت پیدا می کند و الکترودی که در تماس با یون های منفی بیشتری است سعی می کند الکترون جذب نماید و منفی بیشتری است سعی می کند الکترون جذب نماید و منفی می شود .

اسلاید 109: واکنش کلی برای چنین یل غلظتی بطور خلاصه عبارت از انتقال ماده از محلول با فعالیت یا غلظت بیشتر در اطراف یک الکترود به محلول با فعالیت کمتر در اطراف الکترود دیگر می باشد در این صورت برای سل غلظتی نیروی الکتروموتوری سل اگر باشد E مثبت خواهد بود و سل بطور خودبخود عمل خواهد کرد .

اسلاید 110: پتانسیل های الحاقیبطور کلی تفاوت اختلاف پتانسیل حاصل از الحاق دو محلول به علت اختلاف سرعت مهاجرت دو یون می باشد بطوری که محلول رقیق تر دارای بار الکتریکی یون سریعتر می شود .در اندازه گیری های دقیق پتانسیل الکترود ها باید تفاوت اختلاف پتانسیل حاصل در نتیجه الحاق دو محلول را محاسبه و تصحیحات لازم را بعمل آورد یا اثر آن را از بین برد.

اسلاید 111: ساده ترین و راحت ترین راه برای تقلیل این اثر استفاده از پل نمکی کلرور پتاسیم می باشد که محلول دو الکترولیت مختلف را به هم مرتبط می کند . علت به کاربردن کلرور پتاسیم بدین جهت است که عدد انتقال یون های ان تقریباً یکسان است یعنی برای K+ برابر 0.49 وCl- برابر 0.51 می باشد و بنابر این تحت این شرایط هردو یون تقریباً با یک سرعت حرکت می کنند و تمایل هردو یون در دادن بار الکتریکی خود به محلول رقیق برابر می باشد.

اسلاید 112: هرگاه یون های دیگری در محل الحاق دو مایع وجود داشته باشند برای رفع مزاحمت پل نمکی اشباع از کلرور پتاسیم را به کار می برند ولی غالباً پل نمکی یک نرمال ترجیح داده می شود هرگاه بعضی موارد نظیر سل نیترات نقره به کار بردن کلرور پتاسیم جایز نباشد از پل نمکی نیترات آمونیوم استفاده می شود. در کارهای الکتروشیمی مخصوصاً در محلولهای غیرآبی پتانسیل الحاق اشکالات جدی ایجاد می کند و مقدارآنها کاملاً زیاد می باشد

اسلاید 113: باطریهااگر چند سل را بطوری سری قرار دهیم بطوری که اند یکی به کاتد بعدی وصل شود باطری تشکیل می شود و پتانسیل آن مجموع پتانسیل تک تک سلها می باشد . گرچه الکتریسیته را می توان به قیمت ارزانتری به توسط دینامو با استفاده از قدرت مکانیکی بدست آورد ولی باطریها دارای مزیت قابل حمل بودن ، ذخیره انرژی و آمادگی استفاده فوری می باشند . دو نوع باطری که بیشتر مورد استعمال دارند یکی باطریهای ذخیره سربی نظیر باطری اتوموبیل و دیگری سل خشک لکانشه است.

اسلاید 114: Lead-acid batteryLead-acid batteryLead paste in Pb-mesh (anode)Lead dioxide paste in Pb-mesh (cathode)Porous separatorSafety valveباطریهای ذخیره سربی PbPbO2E=2.06 V36% H2SO4PbSO4PbSO4dischargechargePbSO4+H2OPbO2+(2H++SO42-)+2H++2e-dischargePbSO4+ 2H+Pb+(2H++SO42-)-2e-chargePbO2 + Pb + H2SO4 2PbSO4 + 2H2Odischarge

اسلاید 115: Anode: Zn  Zn2+ + 2e-Cathode: 2MnO2 + 2H2O +2e-  2MnOOH + 2OH-Electrolyte: Zn2+ 2NH4Cl +2OH-  Zn(NH3)Cl2 + 2H2O2MnO2 + Zn + 2NH4Cl  2MnOOH + Zn(NH3)Cl2 Modern Zinc-Manganese batteryZn-containerCarbon rodMnO2 paste (cathode)Gas spaceGel electrolyteGeorges Leclanché (1839-1882)سل خشک لکانشه Leclanché’s battery (1866)SealZn-containerMnO2 paste (cathode)Carbon rodNH4OH electrolyte

اسلاید 116: Primary batteriesZinc-Air batteryAnode: Zn + 2OH- - 2e-  Zn(OH)2Cathode: 1/2 O2 + H2O + 2e-  Zn(OH)2Anode: Zn + 2OH- - 2e-  Zn(OH)2Cathode: MnO2 + H2O +1e-  MnOOH + OH- aaaaaaaaa MnOOH + H2O +e-  Mn(OH)2 + OH-MnO2 paste (cathode)Gel electrolytePorous Zn (anode)Zinc-Manganese alkaline battery

اسلاید 117: Sir William Grove 1811–1896Grove’s fuel cell (1839) O2H24H+ + 4e- 2H22H2O - 4e- O2 + 4H+

اسلاید 118: -+CH3OH + H2O CH3OH + H2O + CO2Air (O2)H2O +Air (O2)H+Current collector / fuel distributor Catalyst support (carbon cloth) Nafionmembraneسلهای سوختیCH3OH crossover

اسلاید 119: الکترود شیشهالکترود شیشه در ساده ترین فرم خود تشکیل شده است از یک لوله که در انتها به یک حباب شیشه ای بسیار نازک منتهی شده است بهترین شیشه ای بسیار که برای این کار مصرف می شود شیشه مخصوص است که محتوی 72 SiO2 درصد ،22 درصدNa2O و 6 درصد CaO می باشد که نقطه ذوب آن نسبتاً پایین و دارای هدایت الکتریکی زیاد است . حباب الکترود شیشه محتوی یک محلول با غلظت یون هیدروژن ثابت و یک الکترود با پتانسیل معین مثل الکترود کلرور نقره در محلول N 0.1 اسید کلریدریک می باشد . این حباب را در داخل محلول مورد اندازه گیری قرار می دهند و الکترود شیشه مزبور را با یک الکترود مقایسه نظیر الکترود کالومل ترکیب می کنند تا سل زیر تشکیل شود.الکترود کالومل محلول مورد اندازه گیری شیشه 0.1N HCl Ag,AgCl(s) که نیروی الکتروموتوری آن عبارت از جمع می باشد .

اسلاید 120: الکترود های شیشه را می توان در محلولهای آبی مختلف به کار برد مشروط بر اینکه تغییرات pH بین 1و9 باشد برای pH های بالاتر تا 12 باید الکترود شیشه مخصوص به کاربرد الکترود شیشه به علت بی تفاوت بودن در مقابل مواد اکسیدان ، یونهای فلزی ، سموم و سهولت به کار بردن آن موارد استفاده زیادی در تعیین pH در آزمایشگاهای شیمی ، بیولوژی و روشهای کنترل صنعتی پیدا کرده است .نیروی الکتروموتوری الکترود هیدروژن بطور خطی متناسب با تغییر pH محلول می باشد و اگر در تعیین pH از الکترود شیشه استفاده کنیم .مقدار ثابت را می توان با اندازه گیری محلولی که غلظت یون هیدروژن ان معلوم است تعیین کرد .

اسلاید 121: تیتراسیون پتانسیومتری بنابراین با اندازه گیری این نیروی الکتروموتوری در هر مرحله از تیتراسیون و رسم ان نسبت به حجم باز می توانیم از روی منحنی حاصل نقطه اکی والان را بدست آوریم و این اساس تمام تیتراسیون پتانسیومتری می باشد . یک روش حساس تر برای تعیین نقطه اکی والان این است که به جای رسم E نسبت به حجم سود ، شیب منحنی یعنی را نسبت به حجم سود رسم کنیم چون شیب در نقطه اکی والان بیشتر است منحنی اخیر به ازای نقطه خاتمه تیتراسیون دارای یک نقطه ماکزیمم می شود .

اسلاید 122: تیتراسیون پتانسیومتری نسبت به روشهای معمولی و به کار بردن معرف های رنگی دارای مزایایی می باشد. مزیت دیگر روش تیتراسیون پتانسیومتری اسیدهای چندظرفیتی یا مخلوط اسیدهای قوی و ضعیف با باز می باشد. تیتراسیون اسیدهای چند ظرفیتی مرحله به مرحله، با استفاده از معرف خیلی مشکل یا امکان پذیر نمی باشد. این اشکال در مورد مخلوط اسید قوی و اسید ضعیف نیز موجود می باشد مگر اینکه بتوانیم معرفی پیدا کنیم که تغییر رنگ آن منطبق با خنثی شدن اسید قوی و معرف دیگری مناسب برای اسید ضعیف.

اسلاید 123: یکی از خصوصیات اصلی یک سل رورسیبل یا بازگشتی این است که اگر یک نیروی الکتروموتوری از خارج روی آن قراردهیم بطوری که پتانسیل آن فقط کمی از نیروی الکتروموتوری سل بزرگتر باشد واکنش اصلی آن معکوس می شود.پتانسیل تجزیه عبارت از حداقل یک نیروی الکتروموتوری خارجی است که اگر بین دو الکترود واقع در محلول یک الکترولیت قرارگیرد بتواند یک تجزیه پیوسته را ایجاد کند.

اسلاید 124: اختلاف بین پتانسیل تجزیه تجربی و آنچه که برای سل بازگشتی می توان انتظارداشت به نام پتانسیل پلاریزاسیون نامیده می شود. در این صورت می گویند الکترودها پلاریزه شده اند.پتانسیل بی بار یا روکش شدن عبارت از پتانسیلی است که به ازای آن نشستن پیوسته ماده ( یا بی بار شدن یونها) در الکترود مربوط شروع می شود. این پتانسیل برابر با پتانسیل رورسیبل بی بارشدن این مواد در محلولهای آنها می باشد. فلزات نیکل، کبالت و آهن رفتار غیر عادی دارند که دلیل آن هنوز معلوم نشده است به هر حال وقتی درجه حرارت بالا رود این فلزات نیز بطور عادی عمل کرده به پتانسیل بازگشتی خود نزدیک می شوند.

اسلاید 125: بطور کلی اگر محلول محتوی تعداد مختلفی از کاتیون باشد و آنرا الکترولیز نمائیم هر کاتیونی به نوبه خود احیا می شود و هر کدام که پتانسیل اکسیداسیون آن کوچکتر باشد، زودتر روکش می شود. به بیان دیگر احیای متوالی کاتدی به ازای افزایش پتانسیل اکسیداسیون در محلول تحت الکترولیز صورت گیرد و این اصول جدا کردن فلزات مختلف به روش الکترولیز است.بعضی اوقات ممکن است دو فلز در الکترولیت بخصوص دارای پتانسیل احیای خیلی نزدیک باشند در اینصورت روکش شدن همزمان دو کاتیون آلیاژی را تولید می نماید.در بی بارشدن یونها در یک الکترود به هنگام الکترولیز دو مرحله کند عمومی وجوددارد که ممکن است موجب پلاریزاسیون تجربی یعنی افزایش پتانسیل شود نوع اول که بدون تردید در مورد همه الکترودها اتفاق می افتد به علت کندی دیفوزیون ( پخش) یونها به سطح الکترود و جانشین شدن با یونهایی می باشد که قبلا بی بار شده اند و به نام پلاریزاسیون غلظتی نامیده می شود زیرا توام با کاهش غلظت در محلول کاملا نزدیک به کاتد است.

اسلاید 126: هر عملی که بتواند سرعت انتقال یونها به سمت الکترود برای بی بارشدن را تسریع کند موجب کاهش پلاریزاسیون غلظتی می شود. معمولا در مورد یک محلول افزایش درجه حرارت و مخصوصا به هم زدن شدید این نظر را تأمین می کند. به ازای یک شدت جریان معین پلاریزاسیون غلظتی در یک محلول غلیظ کمتر از محلول رقیق می باشد. نوع دوم که پتانسیل اضافی نامیده می شود عبارت از کند به تعادل رسیدن الکترودهااست یعنی انتقال آهسته الکترون ها به یونهای محلول یا آهسته دریافت کردن الکترون از یونهای محلول می باشد. این اثر در مورد اکثر واکنش های الکترودی مشاهده می شود و مقدار آن در مورد روکش کردن یا انحلال الکترود فلزی معمولا کوچک است ولی نکته قابل توجه پتانسیل اضافی لازم برای آزادکردن هیدروژن و اکسیژن گازی می باشد که مقدار آن در روی فلزات معینی درحدود یک ولت یا بیشتر خواهد بود.

اسلاید 127: برای جلوگیری از بروز پلاریزاسیون غلظتی محلول را خوب هم می زنیم فقط در مورد پلاتین پلاتینی شده در دانسیته جریانهای مختلف پتانسیل اضافی بی بار شدن هیدروژن کوچک می باشد اندازه گیری پتانسیل اضافی آزادشدن گاز اکسیژن به ترتیبی شبیه فوق می باشد با این استثنا که در این مورد مقدار آن حتی در روی پلاتین پلاتینی شده نیز زیاد است.پتانسیل اضافی درکارهای عملی الکتروشیمی حائز اهمیت فراوانی است .بالا بودن پتانسیل اضافی هیدروژن امکان می دهد تا بتوان فلزاتی را که پتانسیل بی بارشدن رورسیبل آنها در محلول مربوط خیلی پائین تر از هیدرژون باشد روی کاتد نشاند برای توجیه پتانسیل اضافه نظریه های زیادی پیشنهاد شده است و همگی دلالتت بر وجود یک مرحله کند در واکنش الکترودی دارد و برای غلبه بر آن لازم است انرژی پتانسیلی بیشتری به کار برد .

اسلاید 128: پلاروگرافیروش تجزیه پلاروگرافی به وسیله هیروسکی ابداع شد این روش بر اساس تعیین شدت عبور جریان وقتی محلول محتوی اجسام اکسید شونده یا احیا شونده در سلی الکترولیز شود که یکی از الکترودها الکترود قطره جیوه و الکترود دیگر حوضچه ای از جیوه است استوار می باشد.

اسلاید 129: معمولاً دستگاه های پلارگرافی بطور خودکار تغییرات شدت جریان نسبت به اختلاف پتانسیل رسم می کنند . منحنی که بدین طریق بدست می آید پلاگرام نامیده می شود با روش پلارگرافی می توان نمونه کوچکی از محلول را بطور کیفی و کمی تجزیه کرد .وقتی پتانسیل بکار رفته را از صفر مرتباً افزایش دهیم جریانی که از محلول عبور می کند کوچک می باشد و تقریباً ثابت می ماند تا یکی از سازندگان محلول در روی کاتد جیوه شروع به احیا نماید و به ازای آن جریان یک مرتبه ترقی پیدا می کند افزایش سریع جریان بر حسب پتانسیل را به نام موج می نامند و پتانسیل مربوط به وسط موج که از خصوصیات و شاخص جسم است به نام پتانسیل نیم موج می باشد. این پتانسیل مستقل از غلظت جسم احیا شونده یا اکسید شونده می باشد اما ممکن است با تغییرات pH یا تشکیل یونهای کمپلکس تغییر کند . وقتی پتانسیل را افزایش دهیم بطوریکه از پتانسیل نیم موج بگذریم جریان حداکثری از محلول می گذرد که جریان دیفوزیون نام دارد. جریان دیفوزیون بستگی به سرعتی دارد که از جسم احیا شونده به داخل کاتد قطره جیوه نفوذ می کند و متناسب با غلظت جسم احیا شونده در محلول می باشد .

اسلاید 130: بخش دوم قسمت صنعتی

اسلاید 131: روش تهیه روکشهای فلزی بطور صنعتی را می توان به سه دسته تقسیم کرد و ملزومات هر کدام از این دسته ها به شرایط فیزیکی محصولات کاتدی بستگی دارند . در آبکاری تهیه لایه هایی از بلورهای محکم ،ظریف، چسبنده و درخشان که به آسانی قابل پرداخت باشند مورد نظر می باشد . در تصفیه و خالص کردن ذرات درشت ، خشن اما چسبنده رضایت بخش است . بعلاوه خلوص زیاد و قدرت کار برای نقل و انتقالات قبل از ذوب کردن و ریختن در قالب برای شكل گیری از نکات اساسی است . در تهیه فلزات به صورت پودر به روش الكتروليتي نظارت در قطر ذرات مهم بوده و نیز عدم چسبندگی یا کم چسبنده بودن ذرات مورد نظر می باشد .

اسلاید 132: در تصفیه و خالص کردن ذرات درشت ،خشن اما چسبنده رضایت بخش است . بعلاوه خلوص زیاد و قدرت کار برای نقل و انتقالات قبل از ذوب کردن و ریختن در قالب برای شکل گیری از نکات اساسی است . در تهیه فلزات به صورت پودر به روش الکترولیتی نظارت در قطر ذرات مهم بوده و نیز چسبندگی یا کم چسبنده بودن ذرات موذد نظر می باشد .

اسلاید 133: محلول آبکاری را به هم می زنند بر حسب لزوم گرم یا سرد می کنند یا در الکترولیت هوا می دمند .در آبکاری استفاده موثر از انرژی الکتریکی در مقابل مرغوبیت روکش قطعاً در درجه دوم اهمیت قرار دارد . در حالی که جریان زیاد و موثر همیشه مورد نظر می باشد ولی می توان جنبه های اقتصادی را در این مورد نادیده گرفت .

اسلاید 134: در تصفیه مخصوصاً موقعی که روشهای حرارتی و شیمیایی قابل رقابت می باشند . هزینه های الکتریکی رقم مهمی است معهذا حداکثر جریان و بازده انرژی الکتریکی عوامل حیاتی و تعیین در انتخاب روش به شمار می آیند در مورد تهیه پودر فلزات شرایط بیشتر نزدیک به تصفیه می باشد تا آبکاری و باید با روشهای حرارتی و مکانیکی رقابت نماید .مشخصات الکترولیت ،pH محلول ، غلظت یون فلزی ، دانسیته جریان آندی و کاتدی ،درجهحرارت الکترولیت و ساده یا پیچیده بودن یون فلزی و نیز وجود مواد اصلاح کننده همگی اثرات مهمی روی مشخصات روکش دارند . بعضی اوقات از لجن بعضی از حمام ها برای اصلاح حمام دیگر و ایجاد بلورهای درخشان به نسبت معینی استفاده می کنند .

اسلاید 135: درجه حرارتافزایش درجه حرارت معمولاً موجب افزایش هدایت الکترولیت و همچنین افزایش سرعت دیفوزیون ، ازدیاد انحلال شیمیایی در آند ، و انحلال مجدد در کاتد می شود که نتیجه کلی آن عبارت از نقصان پلاریزاسیون و کاهش پتانسیل سل می باشد . افزایش درجه حرارت رشد بلورها را تسریع می کند ولی تشکیل بلورهای جدید و اولیه را موجب نمی شود . افزایش درجه حرارت که همراه است با کاهش مقاومت الکترولیت موجب کاهش تمرکز جریان در نقاط پیش آمده روی سطح کاتد شده بطوری که ناهمواری ها با سرعت کمتری نسبت به آبکاری در درجه پائین تر رشد می نمایند . چون پلاریزاسیون مستقیماً به دانسیته جریان بستگی دارد و نیز افزایش درجه حرارت موجب کاهش پلاریزاسیون می شود بنابراین می توان شرایط لازم برای تشکیل بلورهای اولیه را در حرارت های بابلاتر ولی در دانسیته جریان زیادتر به ازای پلاریزاسیون معینی ایجاد کرد .

اسلاید 136: دانسیته جریانافزایش دانسیته جریان سل که به ازای آن مقدار جریان بر واحد سطح الکترود اضافه می شود موجب افزایش ظرفیت تولید و کاهش سرمایه ، کاهش سطح کار خانه نسبت به واحد محصول و نیز کاهش بهره سرمایه روی مواد در حال ذخیره می شود ولی همواره با افزایش دانسیته جریان بازده انرژی الکتریکی پائین می آید . در بیشتر آبکاری ها تغییرا ت دانسیته جریان عامل کنترل کننده ای در خواص فیزیکی روکش می باشد .

اسلاید 137: هدایت در تعداد زیادی از حمام های آبکاری و غیره مقاومت حمام را با افزایش نمک ، اسید یا باز کم می کنند در نتیجه افت پتانسیل نیز به ازای یک دانسیته جریان معین کاهش می یابد معمولاً برای تغییر هدایت یک حمام لازم است که بعضی از خواص آن مثلاً غلظت یون فلزی را تغییر داد.

اسلاید 138: قدرت پوششعبارت از کفایت محلول در توزیع یکنواخت فلز روی سطح نامنظم کاتد می باشد یا ممکن است آن را اختلاف توزیع واقعی فلز نسبت به توزیع اولیه جریان تعریف کرد. قدرت پوشش بستگی به میزان تغییرات پتانسیل کاتد نسبت به دانسیته جریان ، مقاومت محلول و بازده کاتد در دانسیته جریانهای مختلف دارد . توزیع واقعی یا ثانوی جریان تابعی از ترکیب الکترولیت می باشد . بر مبنای توزیع ثانوی جریان یا بازده کاتد نسبت به جریان تعیین می شود. از لحاظ ریاضی قدرت پوشش را می توان بر پایه پتانسیل کاتد ، هدایت محلول و بازده جریان محاسبه کرد .

اسلاید 139: غلظت یون فلزی غلظت یون فلزی بستگی دارد به غلظت نمک درجه یونیزاسیون نمک درجه حرارت وجود یون های مشترک که با هرکدام از سازنده های حمام ممکن است یون پیچیده تشکیل دهد . افزودن یون مشترک موجب تقلیل نسبی غلظت یون فلزی مخصوصاً در محلول های غلیظ می شود . در غلظتهای فلزی کم حتی در دانسیته جریان پائین محصول عمل پودری شکل می باشد .

اسلاید 140: pH pH الکترولیت بطور محسوسی روی مشخصات و شکل ظاهری روکش و نیز بازده جریان مؤثر است. در آبکاری نیکل ترکیبات مقاومی نظیر اسید بوریک به الکترولیت اضافه می شود تا pH را در حد دلخواهی برقرار نماید .در تصفیه الکترولیتی چون به مرور الکترولیت از فلز فقیر می شود pH اضافه می شود. کاهش pH یعنی افزایش اسیدیته که خود موجب افزایش هدایت و نیز افزایش پلاریزاسیون تجزیه به هنگام روکش کردن می شود.

اسلاید 141: ترکیبات اضافه شوندهعده زیادی از کلوئیدها و ترکیبات احیا کننده برای بهبود جنس روکش به الکترولیت اضافه می شوند . اگر موادی که به الکترولیت اضافه می شوند در سطح روکش جذب شوند موجب کوچک شدن قطر ذرات روکش می شوند . تعداد زیادی از ترکیبات آلی با وزن ملکولی زیاد وجود دارند که می توانند در شرایط بخصوص ، روکش بسیار صاف با ذرات بلور ظریف ایجاد کنند . افزایش ترکیبات فلزی به الکترولیت خصوصیات روکش را تحت تاثیر قرار می دهد این ترکیبات اغلب به نام درخشان کننده ها معروف می باشند که از آن جمله املاح نیکل ، کبالت یا مس و سرب و همچنین شکر احیا شونده در روکش کردن کادمیم و قلع خیلی متداول است .

اسلاید 142: انحلال فلزی آندانحلال فلز در یک الکترولیت حاوی یون های خود بطور رورسیبل صورت می گیرد و در نتیجه موجب پلاریزاسیون غلظتی در مجاورت آند می شود . پلاریزاسیون ممکن است حتی در مورد فلزات به صورت یون های پیچیده و در جریانهای متوسط نیز صورت گیرد . مقدار این پلاریزاسیون بستگی به نوع فلز دارد . تشکیل فیلم آندی و شروع عقیم شدن عواملی هستند که پلاریزاسیون را ترقی می دهند و لازمه ادامه انحلال آندی می باشند . در کارهای صنعتی در الکترولیت ترکیباتی به نام خورنده وجود دارنده یا به آن اضافه می کنند . در آبکاری نیکل و همچنین در تصفیه نیکل برای جلوگیری از عقیم شدن آند ترکیبات کلرورها بسیار موثر می باشند در گذشته نیکل هایی که در آبکار ی برای آند به کار می بردند مقداری ناخالصی کربن داشت بعدها افزودن مقدار کمی سولفور به عنوان ماده دپلاریزان در تهیه آندها مورد استعمال پیدا کرد.

اسلاید 143: تشکیل فیلم آندی وقتی یون های فلزی وارد الکترولیت شوند ممکن استت با آنیون های محتوی آن تولید رسوب نامحلول ،کم محلول، روکش و یا فیلمی روی آند بنمایند.تشکیل فیلم روی آندهای آلومینیوم اساس روش مخصوصی به نام آندایزینگ را تشکیل می دهد که روکش مقاومی در مقابل خوردگی روی فلز آلومینیوم و الیاژهای آن ایجاد می نماید .روکش معمولاً سطح مؤثر الکترود را کم می کند و در نتیجه دانسیته جریان در سطح باقیمانده الکترود افزایش می یابد این به نوبه خود موجب تغییراتی در پتانسیل و پلاریزاسیون و شروع یک سلسله تغییرات جدید در الکترود می شود . اگر مقاومت فیلم زیاد و تخلخل آن کم باشد انحلال به صورت یون فلزی متوقف می شود . اگز مقاومت روکش کم و تخلخل آن زیاد باشد آنیون به داخل فیلم مهاجرت کرده و در سطح الکترود بی بار می شود .

اسلاید 144: عقیم شدن انحلال فلزی در آند ممکن است با تشکیل فیلم بسیار جزئی جلوگیری شده و واکنش بی بار شدن آنیونی جانشین آن شود .فلزات دسته آهن و کروم برای انحلال آندی احتیاج به پلاریزاسیون زیاد دارند و به سهولت عقیم می شود . دانسیته جریانی که به ازای آن الکترود ها عقیم می شوند بستگی به آنیون های موجود درالکترولیت دارد. هالوژن ها به عنوان ترکیبات خورنده برای جلوگیری از عقیم شدن در صنایع به کار می روند. درصورتی که ترکیبات اکسیداسیون عقیم کننده می باشند .

اسلاید 145: آبکاری یا روکش کردن غالباً به قرار دادن روکش فلزی روی یک فلز دیگر اطلاق می شود، ولی به میزان نسبتاً کمی عناصر غیر فلزی را هم شامل می شوند . این روکش ها لایه های نازکی از فلز یا فلزات دیگری می باشند که روی سطح اصلی قرار می گیرند . روکش کردن ممکن است به منظور تزئین به کار رود.روکش کردن ممکن است به منظور بالا بردن مقاومت در برابر خوردگی فلز پایه انجام شود .روکش کردن ممکن است در روی فلزاتی که زود خراب شده و تحت تأثیر خوردگی قرار می گیرند انجام شود.اسبابهای دقیق را معمولاً به ابعاد کوچکتر تهیه کرده و بعد با روکش کردن آن را به اندازه مورد نظر می رسانند و ممکن است فلز روکش سخت تر و مقاوم تر از فلز اصلی باشد .در روکش کردن ، الکترولیت باید محتوی یون فلزی لازم برای احیا در کاتد بوده و معمولاً انحلال آندی نقصان یونی الکترولیت را جبران می کند .

اسلاید 146: جسم قبل از روکش شدن باید کاملاً تمیز باشد زیرا احتمال چسبیدن مواد خارجی به سطح جسم زیاد بوده و این مواد خارجی عبارتند از :اکسیدها یا ترکیبات خورنده مانند زنگ فلزات ، رسوبات و لکه هامواد آلی مانند گریس،روغن و کثافتهای مختلف.اگر گریس و مواد خورنده از جسم زدوده شوند جسم از دیگر مواد خارجی نیز عاری خواهد شد .محصولات خوردگی اکسیدهایی هستند که به طریق مکانیکی مانند ساییدن یا به وسیله شستشوی الکترولیتی در محلول اسید برطرف می شوند .قبلاً باید گریس روی جسم را به کلی تمیز کرد (شستشوی بااسید) عمل بتواند بطور یکنواخت انجام شود .

اسلاید 147: در شستشوی با اسید باید نکاتی چند را در نظر گرفت که بعضی از آنها به قرار زیر می باشد :جنس و شرایط جسم ، شکل ، ابعاد، ترکیب و حالت ظاهری .سطوح خشن را می توان به طریق مکانیکی مانند ساییدن با شن ، توری فولادی ، سنگ سمباده ، برس زدن ، بریدن و پرداخت با کاغذ سمباده آماده روکش کردن می باشد .گاهی اوقات برطرف کردن ناهمواریهای جسم ممکن است به روش پیکلینگ یعنی تمیز کردن در محلول اسید سولفوریک یا به ندرت HCl یا دیگر اسیدها انجام می شود و در این مورد غالباً ترکیبات آلی محافظ به محلول نیز اضافه می کنند .اجسام آلوده به گریس ،روغن ، خاک و لاکها را به وسیله محلولهای قلیایی تمیز می کنند اغلب اکسیدها را به وسیله حلالهای مربوطه مانند سیانور ها دترژان ها نظیر و متاسیلیکاتها و همچنین مواد دیگر از جسم می زدایند .در مورد فلزات غیر آهن شستشوی اسیدی عموماً در محلول غلیظ اسید که به آن نیز مقداری نمک اضافه کرده اند انجام می شود و این روش به نام «برایت اسید دیپس » معروف می باشد .

اسلاید 148: در تمیز کردن الکترولیتی معمولاً یک محلول با قلیایی زیاد به عنوان الکترولیت به کار برده می شود . در الکترولیت های تمیز کننده برای کنترل قلیایی الکترولیت و تسهیل در عمل تعلیق کثافات ترکیبات قلیایی مانند یا به محلول اضافه می کنند .آند میله آهنی یا بطور متداول تر تانک آهنی است که در آن عمل تمیز کردن انجام می شود و اجسامی که باید تمیز شوند به اهرمی که در کاتد قرار دارد آویخته می شوند .تمیز کردن به طریق الکترولیتی در صنعت به منظورهای غیر از روکش کردن زیاد متداول است مانند تمیز کردن قوطیهای رنگ مصرف شده ، تمیز کردن بشکه ها و ظروف حمل و نقل برای مصرف مجدد.

اسلاید 149: تمیز کردن الکترولیتی با اسیداین روش که مصارف تجاری پیدا کرده است معمولاً برای پاک کردن زنگ اکسید از روی قطعات ماشین آلات به کار می رود تمیز کردن الکترولیتی با اسید نظیر تمیز کردن الکترولیتی بوده و در آن جسمی که باید تمیز شود در کاتد و در الکترولیت اسیدی که غالباً محلول می باشد قرار می گیرد .درجه حرارت عمل بر حسب جسمی که باید تمیز شود از حرارت معمولی اطاق تا نقطه جوش مایع متفاوت می باشد دانسیته جریان باید کافی و نسبتاً زیاد باشد تا بتواند هیدروژن فراروان در کاتد آزاد کند.هیدروژن بر اثر انبساط کثافات را از سطح جسم کنده و خود به صورت حبابهایی خارج می شود . در شستشوی الکترولیتی با اسید معمولاً آندهای سرب به کار برده می شود . بطور کلی روش تمیز کردن الکترولیتی به مراتب سریع تر از روش شیمیایی می باشد .

اسلاید 150: پرداخت جسم به روش الکترولیتیپرداخت کردن به روش خوردن سطح اجسام به وسیله اسید غلیظ سطح سفید تری نسبت به طریقه معمولی تمیز کردن با دانسیته جریان زیاد ایجاد می کند .پرداخت کردن الکترولیتی معمولی عبارت است از قرار دادن سطوح فلزی در حمامهای اسید سولفوریک ،اسید فسفریک ، اسید کرومیک یا اسید سیتریک و به میزان کمی شامل حمام های اسید فلوریدریک ، اسید پرکلریک و اسید استیک یا ترکیب اینها در دانسیته جریان زیاد می شود .

اسلاید 151: الکترولیتی هایی که برای حمام ها ی روکش کردن به کار می روند باید دارای ترکیبات زیر باشند . نمک یا اسیدی که محتوی یون فلزی باشد .اگر نمک به اندازه کافی هادی نباشد یک نمک اضافی که نقش آن ازدیاد هدایت می باشد به محلول اضافه می شود.اگر نمک مربوط یا اسید نتواند یون فلزی را ایجاد کند ماده ای که بتواند خوردگی آندی ایجاد کند و ضمناً آند را عقیم نکند به محلول می افزایند.ترکیبات اضافی به مقدار کم برای بهبود ساختمان بلوری روکش به محلول اضافه می شود .اگر حمام فقط در یک فاصله محدودی از pH بتواند رضایت بخش کار کند برای ثابت نگه داشتن pH از محلول مقاوم (بافر) مناسبی استفاده می شود . بعضی از الکترولیت ها ترکیبات فوق و برخی بعضی از آنها را دارا هستند و در چنین حمام هایی ممکن است یک جسم بیش از یک عمل در الکترولیت انجام دهد .

اسلاید 152: ترکیبات اضافی که در ساختمان بلوری روکش مؤثر می باشند، معمولا گلوکز یا ترکیبات آلی دیگر هستند . الکترولیتهایی را که در روکش کردن به کار می روند می توان به انواع حمام های سولفات ، سیانور، کلرور ، پرکلرات ، فسفات و همچنین محلولهایی که از آنها فلزات قیمتی در روی کاتد احیا می شود تقسیم بندی کرد .

اسلاید 153: بعضی از عواملی که در خواص روکش ها مؤثرند به قرار زیر می باشند:دانسیته جریان غلظت و بهم زدن محلول ها هدایت محلول غلظت یون فلزی غلظت یون ترکیبات اضافی ساختمان فلز پایه قدرت روکش کردن

اسلاید 154: عوامل مؤثر در قدرت روکش کردن عبارتند از : پلاریزاسیون هدایت کفایت یا کارآیی کاتد

اسلاید 155: آلومینیوم را نمی توان از محلولهای آبی روی کاتد روکش کرد، اما با استفاده از ترکیب گرینیارد نظیر دی اتیل آلومینیوم یدید و اتیل آلومینیوم دی یدید در اتر با آند ید و کاتد مس ، به فاصله یک سانتی متر، در پتانسیل 40 ولت و در درجه حرارت کم می توان آلومینیوم را روی کاتد روکش می نمایند .

اسلاید 156: کروم را از یک محلول محتویCrO3 که در ان مقدار کمی از سولفاتها اضافه شده است روی کاتد روکش می نمایند . در تعدادی از حمامها سولفاتها ی کروم ،سدیم ، پتاسیم و منگنز را جانشین تمام یا قسمتی ازH2SO4 الکترولیت نموده اند .مهمترین سازنده این حمامها CrO3 و یون سولفات می باشد و نسبت بین آنها نباید کمتر از 100:1 باشد ،کروم مقاومت غیر قابل تصوری از خود نشان می دهد . روکش کرم خیلی صاف است و میتوان آنرا با درخشش آینه یا آینه ای شکل تهیه کرد . وقتی کرم روی فلزی که قبلاً خوب پرداخت شده باشد روکش شود انعکاس آبی رنگی پیدا می کند .

اسلاید 157: حمام های اصلی مس عبارتند از محلول اسیدی سولفات ، محلول قلیایی سیانور ، محلول فلوئوبراتها و محلول پیروفسفات .بطور کلی حمامهای سولفات برای روکش کردن ، مدل سازی ، روکش دادن مس روی فلزات معلق در محلول به کار می روند، در حالی که الکترولیت های سیانور برای کارهای تزئینی و روکشهای حد واسط روکشهای بعدی فلزات دیگر روی آنها قرار می گیرند به کار می روند .

اسلاید 158: طلا را معمولا ً از الکترولیت سیانور که در آن طلا به صورت و آند از ورقه طلا می باشد روی جسم روکش می کنند . غلظت محلول به میزان زیادی بستگی ب قطر و رنگ روکش مورد نظر دارد.وجود مقدار کمی از فسفات سدیم هدایت الکترولیت را افزایش می دهد و نیز ممکن است غلظت یون فلزی با تشکیل یون کمپلکس کاهش یابد.یکی از موارد استعمال روکش طلا در تهیه فیلمهای طلا می باشد .

اسلاید 159: برای بدست آوردن روکش نیکل درخشان با بعد ذرهای کمتر از 0.0001 میلی متر، شلوتر حمام الکترولیتی که pH آن بین 2.5 تا 4 به کار برد که محتوی پلی سولفونات مانند ملح نیکل بنزن دی سولفونات یا نفتالین تری سولفونات به اضافه سولفات یا کلرور نیکل و اسید بوریک می باشد .روکش های نیکل مورد استعمال زیادی در قطعات ماشین آلات و تهیه فلزات دوگانه پیدا کرده اند .

اسلاید 160: مقادیر کم پلاتین را از حمام فسفات یا دی آمینو نیتریت با آند پلاتینی یا کربن که هردو نا محلول هستند روی کاتد روکش می دهند. تهیه روکش پلاتین با قطر نسبتا ً زیاد و غیر قابل نفوذ با اشکالاتی مواجه میشود و روکش ضخیم به علت انقباض در موقع روکش کردن ترک می خورد ضمن اینکه روکش نازک در مقابل خوردگی مقاوم نیست . سرعت روکش کردن در حمام فسفات کند است معمولاً غلظت پلاتین الکترولیت را با اضافه کردن نمک مربوط ثابت نگاه می دارند.روکش کردن نقره همیشه از محلول سیانور آن انجام می شود زیرا روکش تهیه شده از محلول ساده نقره کریستال های درشت و خشنی درست می کنند.

اسلاید 161: برای محافظت در مقابل زنگ زدن مقادیر عظیمی از فولاد را با روکشی از روی می پوشانند به چنین فولادی گالوانیزه می گویند. در این طریقه جسم را در حمام روی مذاب فرو می برند. در روش دیگر که سخت کردن سطحی نامیده می شود جسم را با پودر روی در حرارت 420-300 گرم کرده و در سطح جسم ورقه ای از آلیاژ روی با فولاد یا آهن تشکیل می شود در گالوانیزه کردن به طریق الکترولیز جسم را با فلز روی روکش می کنند .

اسلاید 162: حمام های اصلی روی محلولهای اسیدی سولفات و سیانور قلیایی هستند. حمام اخیر دارای قدرت روکش کردن بیشتری است و در مواردی که سطح جسم دارای فرورفتگیهای عمیق باشد کاربرد زیادی دارد. خواص روکش دارای اهمیت فراوانی است زیرا حتی مقادیر جزئی از فلزات خارجی خاصیت حفظ کنندگی روکش را کاهش می دهند. حمامهای سولفات تمایل کمتری برای حل کردن ناخالصیهای فلزی آند و روکش شدن در سطح کاتد نسبت به حمامهای سیانور نشان می دهند. همیشه باید آند خالص به کار برده شود .بطور کلی حمام سیانور ، روکش کدر یا درخشان تولید می کند و دارای قدرت روکش کردن زیاد می باشد و حمام های اسیدی دارای قدرت روکش کردن ضعیف و روکش های سفید و صاف تولید می کنند.

اسلاید 163: آلیاژ مس و قلع مصرف صنعتی زیادی پیدا کرده است و به نام روکش برنز نامیده می شود و از حمام برنجی که درصد مس آن زیاد باشد تهیه می شود. آندهای برنز که محتوی 90% مس به اضافه 10% قلع هستد. آندهای برنز در حمام های سیانور بطور مطلوبی حل شده و غلظت Cu-Sn در حمام سیانور – استانات در طول زمان احیاء قابل کنترل می باشد .از آلیاژها برای تزئین و حفاظت فلزات و مصارف مختلف مهندسی به طریق الکترولیز و روکش کردن تهیه می شوند. آلیاژهای حاصل دارای مقاومت بیشتری در مقابل خوردگی ،قدرت محافظت بیشتری از فلز پایه ، درخشانتر از هرکدام از فلزات به تنهایی ، قابلیت پرداخت شدن بیشتر ، سخت تر و چسبنده تر از فلز اصلی و تحت شرایط متنوعی رضایت بخش تر از هرکدام از فلزات به تنهایی روکش می شوند.

اسلاید 164: ساختن آلیاژها یاطاقانها به طریق الکترولیز دارای مزایایی به شرح زیر می باشد :لایه های نازکی می توان تهیه کرد که کارهای ماشین کاری بعدی روی آن نسبتاً کم هستند .قالب های تهیه شده به طریق سرد تحت این روش احتیاجی به اعمال حرارتی بعدی ندارند.تحت این روش از فلزاتی آلیاژ تهیه می شود که به طریق دیگر خیلی مشکل است . ذرات خیلی ظریف استثنایی با ساختمان یکنواخت از خصوصیات این آلیاژها می باشد .

اسلاید 165: ترموپیل های حساس برای درجه حرارت های زیاد ،آلیاژهای آهن با خاصیت مغناطیسی استثنائی ،آلیاژهای لازم برای تهیه ورقهای نازک که در مدل سازی به کار می روند .آلیاژCu-Zn با نسبت ترکیبی دقیق که به نام روکش لاستیکی می باشد و سالهاست برای روکش کردن فولاد استعمال می شود، بدین طریق تهیه می گردد . آلیاژی به فرمول Ag-Cu که برای روکش زیر لعاب به کار می رود وظیفه لایه های حد واسط در بهبود خواص روکش های متوالی مانند نیکل ، کرم و سایر فلزات را دارد.روکش اکسید آلومینیوم را می توان روی آلومینیوم و آلیاژهای آن برای محافظت در مقابل خوردگی ، برای عایق کردن الکتریکی و نیز به منظور تزئین تشکیل داد.

اسلاید 166: رنگ روکش ، سرعت تشکیل و مقاومت در برابر خوردگی فیلم اکسیدی به ترکیب فلز پایه بستگی دارد .انواع رنگهای حاصل ممکن است از سفید تا خاکستری ( خاکستری تا قهوه ای در مورد آلیاژهای آلومینیوم – سیلیس ) و رنگ سبز در مورد آلیاژهای آلومینیوم – مس تغییر کند.

اسلاید 167: برای اینکه دستگاههای الکتریکی بتوانند در درجات حرارت خیلی زیاد کار کنند احتیاج به سیمهای عایق ارزان قیمت با خواص فیزیکی خوب دارند که بتوانند در عمل برای مدت طولانی و حرارتهای بالا پایدار بمانند برای این منظور مواد حائلی لازم است که بین سیم هادی و مواد عایق روی سیم قرار گیرد .اکسید سیاه مس (CuO ) خاصیت چسبندگی مواد عایق را به مس زیاد می کند فیلم اکسید سیاه مس CuO به طریق اکسیداسیون الکتریکی پیوسته در محلول قلیایی گرم روی سیم مسی کشیده می شود .فیلم اکسید مس آندی موجب افزایش خاصیت چسبندگی روکشهای پلاستکی به سیمهای مسی ، تقویت رزینهای سیلسی و نیز اتصال بهتر روکشهای لاستیکی به سیمهای مسی یا فولادی که با مس روکش می شوند می گردد .

اسلاید 168: کرگ وایریون روش سریعی برای تهیه رنگ برنزی روی مس و آلیاژهای آن ابداع کردند که در آن با استفاده از الکترولیت کربنات قلیایی و آند مس روکش قلیایی کربنات تشکیل می شود که چسبنده و محافظ است .استارک و تافت با استفاده از محلول قلیایی لاکتات مس توانستند در رنگهایی با شدت محتلف را تهیه کنند . الکترو کالر با استفاده از آند مسی در الکترولیت محتوی یون روکش آندی را با شدت و عمق مختلف که تابعی از دانسیته جریان و زمان می باشد تهیه نمود . با به کار بردن آندهای مختلف می توان رنگهای بنفش ، سبز ، زرد ، نارنجی و قرمز را تولید کرد .با قرار فلز روی در آند و در محلول فسفات ، فرو و فری سیانور ، پرمنگنات ، کرومات ، اکسالات و مولیبدات که pH آنها 8-6 باشد می توان آنها را به رنگهای مختلف درآورد .

اسلاید 169: مدل سازی را ممکن است به عنوان تولید یا تولید مجدد جسم به روش آبکاری در نظر گرفت مدل سازی شامل الکتروتاپینگ یعنی تکثیر لوحه های چاپ ، حک کردن ، ساختن مدال ، تهیه صفحات گرامافون ، ساختن لوله ها و صفحات به طریقه احیای الکترولیتی می باشد.

اسلاید 170: الکتروتاپینگدر این روش که همان تکثیر لوحه های چاپ است الکترولیت محلول است که در درجه حرارت معمولی از سولفات مس اشباع می باشد. دانسیته جریان در این مورد بیشتر از روکش کردن الکترولیتی می باشد زیرا محلول به وسیله هوا بهم زده می شود. پیش روکش روی قالب مومی را از یک محلول سولفات مس 60 گرم در لیتر با پودر آهن اندوده روی سطح قالب وارد عمل می شود تهیه می کنند .

اسلاید 171: پودر فلزات تعداد زیادی از اجسام به روش متالوژی پودر و سپس با متراکم کردن گرد فلزات یا مخلوط آنها در قالب های مخصوص و حرارت سطحی آنها تا نزدیک نقطه ذوب تهیه می شوند.تولید الکترولیتی پودر با عوامل زیر پیشرفت می کند : کم کردن غلظت یون فلزی ، محلول آرام بدون هم زدن ، درجه حرارت پائین ، محلول با هدایت کم ، افزایش ترکیبات اضافی، افزایش ویسکوزیته و افزایش قابل ملاحظه جریان . پودرهای الکترولیتی که دارای اهمیت تجاری می باشند به دو نوع تقسیم می شوند اول کریستال های آزاد و بدون چسبندگی و دسته دوم ذرات سخت وشکننده که دارای چسبندگی هستند .

اسلاید 172: الکترو متالوژی عبارت است از الکتریسیته در استخراج فلزات از سنگهای معدنی مربوطه و تصفیه فلزات می باشد . فلزات را ممکن است بوسیله انحلال فلز ناخالص در آند یا روکش کردن فلز خالص در کاتد تصفیه کرد.برای استخراج فلزات لازم است ترکیب قابل حلی در آب تهیه کرد که بتوان فلز را از آن در یک سل الکترولیتی در کاتد روکش کرد یا نمکی تهیه نمود که با ذوب کردن و تجزیه الکتروشیمیایی فلز را استخراج کرد .فرایند الکتروشیمیایی غالباًَ ممکن است تنها راه مناسب برای استخراج و تصفیه در مقابل فرآیندهای ترموشیمی باشد .

اسلاید 173: لیتیم، پتاسیم و سدیم فلزی را منحصراً از الکترولیز نمکهای مذاب بدست می آورند ولی به روشهای غیر الکترولیتی هم تولید می شوند . منبع اصلی سدیم نمک معمولی است ، اگر کلرور سدیم(با نقطه ذوب 800C ) را با کلرور کلسیم مخلوط کنیم درجه حرارت ذوب تا 600C پائین می آید . برای الکترولیز از سل داونز استفاده می کنند.لیتیم در تعدادی از سنگهای معدنی بطور مخلوط یافت می شود که ساده ترین آنهاLi2O.Al2O3.4SiO2 به نام اسپودومن می باشد این سنگ معدنی را 1100C حرارت داده و سپس تحت تأثیر اسید سولفوریک به صورت سولفات تبدیل می کنند. محلول سولفات لیتیم حاصل را صاف کرده و تغلیظ می کنند و بعد با افزایش کربنات سدیم به صورت کربنات لیتیم رسوب می دهند .سپس تحت تأثیر اسید کلریدریک به کلرور لیتیم تبدیل می کنند. لیتیم را از الکترولیز مخلوط مساوی از کلرور پتاسیم و کلرور لیتیم بدست می آورند .

اسلاید 174: در صنعت بریلیوم ، منیزیم و کلسیم را از الکترولیز نمکهای مذاب تهیه می کنند .تنها سنگ معدنی بریلیوم که از لحاظ تجاری مهم می باشد بریل با فرمول3BeO.Al2O3.6SiO2 است . بریلیوم را از الکترولیز مخلوط مساوی کلرور سدیم و کلرور بریلیوم مذاب بدست می آورند . سل شامل یک مخزن نیکلی است که بوسیله یک منبع حرارتی خارجی گرم می شود و بعنوان کاتد عمل می کند و آند از جنس گرافیت است .

اسلاید 175: منیزیم در طبیعت به حال ترکیب فروان یافت می شود مهمترین آنها کارنالیت MgCl2.KCl.6H2O، ماگنزیت MgCO3 و بروسیتMg(OH)2 می باشد. منیزیم را از الکترولیز کلرور های منیزیم ، سدیم و کلسیم مذاب به نسبتهای تقریبی 25 به 60به 15 بدست می آورند نقش دیگر این کلرور ها پائین آوردن نقطه ذوب و بالا بردن دانسیته محلول است بطوری که منیزیم مذاب در سطح شناور شده و بوسیله ملعقه هایی از سل خارج می شود .

اسلاید 176: مهمترین سنگ معدنی نقره آرژنیت Ag2S می باشد. نقره مقداری از این سنگ و سنگ معدنی های دیگر استخراج می شود. نقره مقداری نیز به روش تصفیه غیر الکترولیتی سرب بدست می آید . همچنین لجنهای آندی حاصل در موقع تصفیه مس ، سرب ، نیکل و روی منبع مهمی برای استخراج نقره هستند .مرحله نهایی در تولید نقره شامل الکترولیز می باشد آند از نقره ناخالص و کاتد گرافیت یا نقره خالص است . الکترولیت محلول رقیق نیترات نقره و مقدار جزئی اسید نیتریک می باشد . نقره خالص در کاتد روکش می شود .

اسلاید 177: الکترولیز طلا به منظور جدا کردن این فلز از نقره که همیشه همراه با آن است صورت می گیرد آند از طلای ناخالص و کاتد طلای خالص . الکترولیت محتوی 5% طلا به صورت کلرور و تقریباً به همین میزان اسید کلریدریک است .

اسلاید 178: حمام الکترولیز روی را به انواع مختلف می سازند متداول تر از همه مخزنهایی است که از چوب با لایه هایی از سرب ساخته می شود ولی به علت احتیاج روزافزون مخزنهای بتونی با لایه هایی از پلی وینیل کلرید (PVC) نیز مصرف می شوند . آند از ورقه های سرب و کاتد از ورقه های آلومینیوم می باشد لبه های کاتد طوری ساخته و آماده شده اند که بتوان به آسانی روکش را از آن جدا کرد .

اسلاید 179: فرآیندهای الکترولیتی به مقدار محدودی در تصفیه قلع به کار می رود . آند از قلع ناخالص است که به طریق ریخته گری تهیه می شود و کاتد از ورقه های نازک قلع خالص می باشد. الکترولیت محلولی از قلع در مخلوطی از اسید سولفوریک و اسید فلوئوروسیلیسیک می باشد که غلظت آن نسبت به هرکدام از اسیدها %10-5 است . برای بهبود خواص روکش بعضی از ترکیبات آلی به الکترولیت اضافه می شوند .

اسلاید 180: از بین هالوژن های قلیایی الکترولیز کلرور سدیم برا ی تهیه کلرو قلیا مهمترین فرآیند الکتروشیمی می باشد . کلر را اولین بار به طور صنعتی از تأثیرH2SO4 وMnO2 بر نمک و بعد ها از اکسیداسیون HCl بدست آوردند در روشهای الکترولیز هالوژنورهای قلیایی نظیر NaCl و KCl کلر در آند آزاد شده و NaOH یا KOH به اضافه هیدروژن در کاتد تولید می شوند عمل ممکن است ادامه پیدا کرده و از اثر کلر بر هیدراکسید های قلیایی بر طبق واکنش مربوط هیپوکلریت ها تولید شوند .

اسلاید 181: سل شامل الکترولیت قلب کارخانه تولید کلروقلیا می باشد محصول نهایی الکترولیز در سل دیافراگم دار قلیایی ضعیف محتوی مقدار قابل ملاحظه ای نمک ، کلر و هیدروژن می باشد . جنس الکترودها ، درجه حرارت ، غلظت الکترولیت و خلوص آن ، دانسیته جریان ، ساختمان سل و تعداد دیگری از عوامل واکنش های آندی و کاتدی سلهای قلیایی – کلر را تحت تأثیر قرار می دهند .

اسلاید 182: در مورد سلهای جیوه ای یونهای سدیم بی بار شده در کاتد با آن تولید آلیاژی می نمایند. در سلهای با دیافراگم و کاتد از یک صفحه فلزی به علت کوچک بودن پتانسیل اضافی هیدروژن مربوط به جنس کاتد الزاماً هیدروژن به جای سدیم در کاتد بی بار شده و گاز هیدروژن آزاد می شود بنابر این یون سدیم با یون هیدروکسیل (باقی مانده از یونیزاسیون آب که یونH+ را ایجاد می کند ) ترکیب شده و فیلم کاتدی NaOH را تولید می نماید .جنس آند بهتر است از نظر شیمیایی بی اثر ، از نظر مکانیکی محکمترین و از نظر قیمت گران نباشد ، دارای هدایت الکتریکی خوبی یاشد و پتانسیل اضافی کلر روی آن کوچک باشد زیرا پتانسیل آند را بوسیله بی بار شدن یونهای و آزاد شده گاز کلر تعیین می کنند . در اندهای پلاتینی صاف پتانسیل اضافی کلر زیاد است .

اسلاید 183: چون آهن نسبت به مس ، گرافیت ، قلع یا آلومینیم پتانسیل اضافی پائینتری را نشان می دهد و ارزانتر است و قلیایی ها یا محلولهای قلیایی کلرور سدیم در آن زیاد اثر ندارند آنرا به عنوان ماده کاتدی عمومی در سلهای دیافراگم دار و همچنین انواعی از سلهای جیوه ای که در آن جیوه نقش الکترود واسطه را به عهده دارد بکار می برند .

اسلاید 184: احیای هیدروژن همیشه به مقدار کم اتفاق می افتد ولی در شرایط زیر افزایش می یابد:وقتی غلظت یون سدیم خیلی کاهش پیدا کند .درجه حرارت خیلی بالا رود .غلظت سدیم در ملقمه خیلی زیاد شود . ناخالصی های موجود در سطح جیوه الکترولیز شده و موجب کاهش پتانسیل اضافی هیدروژن شوند.با افزایش درجه حرارت حلالیت کلر در الکترولیت کاهش می یابد ولی سرعت تشکیل هیپوکلریت ترقی می کند . تغییرات پتانسیل اضافی هیدروژن در الکترود های فلزی و پتانسیل اضافی یونOH- در الکترود گرافیت با درجه حرارت نسبت معکوس دارد .

اسلاید 185: سلهای مهمی را که امروزه مورد استفاده قرار می گیرند می توان به دو دسته کلی تقسیم کرد :1- سلهای جیوه ای2- سلهای با دیافراگم

اسلاید 186: سلهای جیوه ای دارای دوقسمت است قسمت اول که بسته است و دارای یک خروجی کلر ، آندهای گرافیتی و کاتد جیوه ای و قسمت دیگر یا قسمت لخت شامل آند ملقمه جیوه و کاتد آهنی یا گرافیتی می باشد. اتصال الکتریکی بین قسمتهای اول و دوم را در این دوقست سیرکولاسیون جیوه ایجاد می کند . دانسیته جریان در سلهای جیوه ای نسبتا ً زیاد تر از سلهای با دیافراگم است .الکترولیز نمک در سلهای جیوه ای توأم با اشکالاتی مخصوص این سل می باشد مهمترین آنها این است که باید از تجزیه ملقمه سدیم در سل نمک جلوگیری به عمل آید زیرا موجب ناخالصی هیدروژن در کلر می شود . اشکال مهم دیگر ترکیب مجدد سدیم موجود در ملقمه با کلر حل شده در آب نمک می باشد که بازده را کاهش می دهد . بطور کلی هر قدر دانسیته جریان کاتدی بیشتر باشد احتمال بالا بودن بازده حریان زیادتر خواهد بود .

اسلاید 187: سل کاستنربدنه سل از بتون ساخته شده است. جیوه به قطب منفی قطب مثبت به آند گرافیتی . آب نمک تقریباً اشباع از یک طرف سل وارد می شود واز طرف دیگر آب نمکی که قسمتی از نمک خود را از دست داده است خارج می شود .سلهای کاستنر را به دو نوع گهواره ای و ثابت می سازند .در نوع گهواره ای چون تمام سل به دو طرف کج و راست می شود اجازه می دهد که ملقمه به جلو و عقب حرکت کند. در سلهای ثابت سل را شیب دار می سازند و جیوه را به توسط پمپ از قسمت پائین شیب در سل لخت به قسمت بالای شیب در سل آب نمک انتقال می دهند .

اسلاید 188: سل سورنسنمواد ساختمانی که در مخزن سل بکار رفته بتون و فولاد می باشد . آندهای گرافیتی طوری قرار گرفته اند که سطوح آنها موازی سطح جیوه هستند . جیوه در داخل قسمت الکترولیز از یک سمت به سمت دیگر حرکت می کند . کاتد آهنی است .

اسلاید 189: سلهای جیوه ای افقی این سل شامل قسمت اولیه یا قسمت الکترولیز و قسمت ثانوی یا قسمت لخت می باشد قسمت الکترولیز از یک ظرف راست گوشه فولادی با روکشی از لاستیک یا ابونیت تشکیل شده است قسمتی از جداره تحتانی بدون روکش واحد الکترولیز که با قشر نازکی از جیوه در تماس است قطب منفی سل را تشکیل می دهد .قسمت دوم نیز از یک ظرف راست گوشه فولادی به همان ابعاد قسمت اول ساخته شده است ته این ظرف در تمام طول با شبکه های گرافیتی پوشیده شده و در تماس مستقیم با آهن می باشد تمام قسمتهای بالایی این بخش با سرپوش آهنی پوشیده شده است و در آن اسبابهایی برای قطع و وصل آب تعبیه شده اند .

اسلاید 190: سلهای افقی اروپاییسلهای مدرن جیوه ای برای تولید کلر و قلیا که فضای کمی را اشغال می کنند .سل دونورااین سل جیوه افقی با یک دستگاه تجزیه کننده قائم می باشد .سلهای جیوه ای قائم در آن حداکثر ظرفیت تولید برای مقدار سطحی که یک واحد اشغال می کند در نظر گرفته شده است .

اسلاید 191: سلهای با دیافراگمدیافراگم ها ممکن است در سلها بطور افقی یا قائم قرار گیرد . سلهای با دیافراگم را ممکن است به دو نوع دسته بندی کرد :ا سلهایی که در آن ها دیافراگم و کاتد کاملاً داخل الکترولیت فرو می روند بطوریکه کاتد کاملاً با مایع الکترولیت پوشیده می شود .سلهایی که در آنها الکترولیت فقط با یک طرف دیافراگم تماس پیدا می کند و دیافراگم در الکترولیت فرو نمی رود . دیافراگم از مواد نفوذ ناپذیر ساخته شده و به اشکال مختلف ممکن است در سل واقع شود .

اسلاید 192: لوسوئوردر این سل کاتد تشکیل شده بود از یک طوری آهنی که بوسیله یک صفحه فلزی مشبک نگاهداری میشد در حالی که دیافراگم از جنس کاغذ آسبستی بود نیز به توسط کاتد نگاهداری می شد .آند از جنس گرافیت و مخزن سل از جنس آهن با لایه هایی از بتون انتخاب می شد .

اسلاید 193: سل تاونزند سل تاونزند به شکل یک راست گوشه بوده که شامل یک قسمت آندی و دو قسمت کاتدی می باشد .فضای آندی را فاصله بین سرپوش سل و دو دیافراگم قائم که از جنس بتون و غیر هادی می باشند در دو طرف آند قرار گرفته اند . آند ها از قطعات گرافیتی بزرگ با گوشه های قائم ساخته شده اند . سل هوکر این سل مکعبی شکل بوده و در آن تعداد زیادی دیافراگم فرو رونده که در محل ساخته می شوند قرار می گیرند . با فروبردن تمامی کاتد در داخل محلول با ذرات معلق آسبست و بکار بردن مکش ، دیافراگم تازه را در محل روی آن می نشانند .

اسلاید 194: سل فیلتر پرسی داو این سلها به شکل فیلتر پرس ساخته می شوند و الکترودها دوقطبی هستند قاب الکترودها بطور سری مجاور یکدیگر قرار گرفته اند . هر آند تشکیل شده است از قطعات فاصله دهنده گرافیتی قائم و صفحات گرافیتی قائم . کاتد تشکیل شده است از یک توری سیمی که در یک قاب فلزی محافظت می شود .دیافراگمی از جنس آسبست سطح سراسر کاتد توری شکل را می پوشاند قسمت آندی را با الکترولیت آب نمک پر می کنند و سطح مایع در قسمت کاتدی بوسیله یک سرریز قابل تنظیم میزان می باشد .

اسلاید 195: سل آلن – مور سل اطراف یک دیواره بتونی قرار دارد که دو طرف آن باز است و در قسمت فوقانی آن مجرایی است که از طریق آن آندها را در سل قرار می دهند . قسمت کاتدی درضمن حامل دیافراگم های آسبستی است .سل های استوانه ای این سلها ساده تر ، راحتتر ، با قیمت ساختمانی کمتر و در مقابل مصرف یک مقدار معین از مواد ساختمانی محکمتر از سلهای با زوایای قائم می باشد . آندهای میله ای شکل گرافیتی درون یک دیافراگم به صورت مدور قرار می گیرند .

اسلاید 196: سل گیبس در سلهای اولیه گیبس قسمت کاتدی پر از قلیا بوده و یک کاتد در آن قرار می گرفت آند ها به شکل حلقه دایره ای شکل و دور آن دیافراگم و کاتد قرار داشت و تمامی سل در داخل مخزن استوانه ای ساخته شده از ورقهای فولادی واقع می شد . دیافراگم از جنس مواد نسوز است .سل ورثسل ورث که به علت جریان مصرفی کم آن امروزه در کارخانه های کوچک بکار می رود دارای دیافراگم استوانه ای شکل و کاتد فرو رونده می باشد . کاتد از توری های فولادی یا صفحات مشبک ساخته می شود . کاتد در یک استوانه یا مخزن فولادی واقع می شود .