صفحه 1:
صفحه 2:
اولین فعالیتهای مربوط به حوزه الکتروشیعی
را سر هامفری دیوی اجرا نمود. او با گذراندن
جریان الکتریکی از میان محلولهای آبکی,توانست
واکنشهای شیمیایی انجام دهد و شش عنصر جدید
را از اين طریق کشف کرد.
بعدها شاگرد وی, به نام مایکل فارادی به فعالیتهای
کفن دز انن حوزه پرداخت و توانست بین:تقداز
بار الکتریکی و مقدار ماده ارتباط پیدا کند روش
برقكافت را دانشمند
فیزیکدان وشیفیدان بریتانیایی مانکل: فارادی
مطرح کرد. او مشاهده کرد که هنگام عبور جریان
برق از درون محلول یک ترکیب شیمیایی قلز دار
یک واکنش شیمیایی در آن به وقوع
میپیوندد. اجرای اين آزمایش بعدها به کشف
الکترونها توسط
جوزوف جان تامسون در ۱۸۹۷ و دیگران انجامید .
صفحه 3:
power
supply
الکترولیز فرآیندی است که انرئی الکتریکی را به انرژی
شیمیایی تبدیل می کند. در واقع به تجزیه مواد به وسیله
الکتریسیته, الکترولیز می گویند. برق کافت یا الکترولیز در
ا ار ات
كدابا بيونه شيميابى با هم رده ان ۲ ۲
كذراندن يك جريان الكتريكى از ميان اين مواد صورت
مىكيرد. الكتروليز فقط.در مابعات انجام مى شود كه يه أن
الکترولیت می گویند.
صفحه 4:
:اجزای سازنده الکترولیز
آند-۱
۲- cls
الکترولیت محلول Yo
منبع برق -۴
صفحه 5:
آند و کاتد
الكترودى كه در آن اكسايش اتفاق میافتد آند و الکترودی که در آن گاهش اتفاق میافتد کاند نامیده میشود.
در سلول الکترولی,آند الکترود مثبت و کاند الکترود منفى است.
electrons
P %
ك4 0
Anode Cathode
صفحه 6:
1۱ aS (eal Jplore Sa cat > ole
الکتریکی لن بیش از لب صلل السك
الكتروليت ناميده مىشود. يك الكتروليت
بهطور كامل يا بدطور جزئى در أب يونيده
میشود. به عبارت دیگر الکترولیت ها مایعاتی
(مواد مذاب يا محلول) هستند كه در آثر عبور
جريان الكتريسيته تجزيه مى شوند.
صفحه 7:
رسانایی الکترولیتی هنگامی صورت میگیرد که
يونهاى الكتروليت بتوانند آزادلنه حركت كنند. جون
ا ا ل ا 30
مى كنند. به همين دليل است كه رسانش الكتروليتى
ار" ی اا سانا اس
الكتروليتها صورت مىكيرد. علاوه بر اين ٠ براى
تداوم جريان در يك رساناى الكتروليتى ٠ لازم است
که حرکت یونها با تغییر شیمیایی همراه باشد.
صفحه 8:
در م کاتیونها که به
طرف كلتد و بوسيلة آنيونها كة در جهت عكر 1ه طرف 1
ل ار ل برای آنکه ۰ ار تما
تشكيل وا دح
ley AUD eve Pes aw Cagney ی
حامل بار باشند ) بلید الکترونها را بپذیرند و کاهیده شوند و در
rer ل اراس لامي سمس لاير ل
gippeser 0
صفحه 9:
الکترولیز چگونه کار
wo
1. به کاند Sa وقتیرقروشرمیش ود : اکترونها
منتقلمیشوز
ند
کترولیتها جدا میشوند و آنیونهاییب | بار منفیو .2
کاتیونهاییبا بسار مثیتش شکیلمردهند
یونها از طریق! کترولیت | کتریسیته را هدلیتمیکنند .3
کاتیونها ببه سمبلاکترود منفیجذیمیشوند -4
ولنها اکترونهاحاضافیرا گرفته و خود را ختیمیاکاند)
آنیونها جذبا کترود مثبسآًند) میشوند و | لترونهای 5
لضافیرا به آند میدهند و خود را خنثومیک نند
NEGATIVE ANIONS:
LOSE ELECTRONS Ar
THE POSITIVE ANODE!
SOLUTION,
صفحه 10:
Anode خض € Cathode
lls iw pushes out
electrons electrons
oxidation reduction
عكعم موم happens here
Oxidation nal كمس نكمم feduction
201 Ee | + Na
صفحه 11:
0, gas H gas
Oxidation halt-reaction Reduction half-reaction
2H,O()) + 4H*(aq) + On(e) + 48 2۳2000 + 4e° > 2H,(z) + 20H (ag)
صفحه 12:
صفحه 13:
۵ کاربرد غیر صنعتی الکترولیز
روغن و تفت پزشکی قانوقی
در صنعت سافت روفی برای در پزشکی قاوی از
ليس إن لسلاده عيكوو ريت الكتروليز يراى واج كردن
عثال از اين حذف كردن سولقور أثر الأكشت استقاده ميشود
از ووغن كريوهيدراتى الست كه تصوير را واضج نوو
يرجسته ر میکند
آب
مدیریت پساب های خطرتاک
یساب حاوی فلزات ستگین که اقلب
صنایع تولید میکنند مشل سرب و جیوه با
کمک الکترولیزجدا میشود
از الكتروليز در صنعت آب یا
روش هاى مختلفى استفاده
ميشود ولى مهم انرين آن حذف
آلودكى ها وتعك ويه دست
آوودن آب نسبتا خالص الست
تكهدارى
در نهايت از الكتروليز ميتوان يراى حفظ و
تکهداری آتار یاستانی مثل جار های قلزی
استفاده کرد و خوردگی که یه مرورزمان در آن
ها ایجاد کردهرایاآیکاری برگرداند
صفحه 14:
Mae
دیگر کابرد ها
۱-تولید هیدروژن توسط الکترولیز آب.
۲ ول آب سین (920)
۳-فلزات مانند ۸۵ , ۰۱۸9 ۷ و غیره , با الکترولیز الکترولیتهای ذوب شده بدست می آیند.
۴-غیر فلزات مانند هبدروژن , قلوئور , کلر با الکترولیز بدست می آیند.
۶-ترکیبانی مانند ۰۷۵۲۷ ۰۱۷۵0۱۷ سرب و غیره با روش الکتروزیز ستتر می شوند:
۷- الکترومتالورژی آلومینیوم , لیتیوم , سدیم , پتاسیم , منیزیم , کلسیم و در بعضی موارد مس.
۸- تولید کلر و هیدروکسید سدیم , به نام فرآیند کلرالکالی.
دول ترا ی و رات پاسیم
۰-تولید ترکیبات آلی پرفلورین مانند اسید تری فلوئوراستیک با فرآیند الکتروفلوراسیون:
۱-تولید سوخت هایی مانند اکسیزن (برای فضاپیماها و زیردریایی های هسته ای) و همچنین هیدروژن.
صفحه 15:
عوامل تاثیرگذار بر واکنش برقکافت
حالت
:واکنشدهندهها
اگر واکنشدهندهها در حالت استاندارد خود
فرار تداشته باشند. مقدار وتاژ در هر نیم
سلول با مقدار استاندارد متفاوت خواهد Soe
در Gal حالت: محلول در بخش آندد ام بشتر
يا کمتر از استاندرد ۲ خواهد داشت که همین
مر نیز علت وجود ولناژ غیراستاندارد است.
نواکنشهای همزمان در الکترود
اگر دو نوع مختلف از نیمواکنشها همزمان
اتفاق ببافتند, يرخى از تيمواكنشها بايد از بين
‘She caus aga coke Ly Sig,
برفکافت مشخص شوند
ولتاز زياد
اين امر به معنی اعمال ولتاژ بیش از حد
انتظار است و در مواقعی استفاده میشود که
به غلبه بر واکتشهایی نیاز داریم که در خود
الكترود صورت مىكيرد. اين مورد ببشتر در
..گازها کاربرد دارد
نوع الکترود
یک الکترود خنثی, به عنوان محلی برای وفوع
واکتش عمل میکند و خود در وانش شرك
لسك oe tS yp Se Lal از
ليجواكنش خواهد بود
صفحه 16:
پالایش الکترولیتی فلزات
Electro winning
صفحه 17:
استخراج مس از 1-0 معدن
مس و تصفيه با الكتروليز
صفحه 18:
کانی های مهم سولفید مس که در اغلب معادن یافت می شوند شامل :
NB
کوپر (۱)سولفید 125
کوپر (۱۱) سولفید عذااه 050۷ (کولیت )
20۵۵۵ 01۳۵52 <(کالوپیریت)
الکترولیت مس (۱) سولفات ,غلظت بالایی از يون مس ( (ااو يون سولفات (50,2) را براى برقرارى جريال
الكتريكى در طلى الكتروايز قراهم ميكيد .
الكترليز مس ازدو نوع الكترود ميتوان استفاده كرد :
٠ هر دو الكترود ار جنس كرين يا كرافيت يا پلاتیوم باشه
. یا هر دو الکترد از جنس مس (کوپر ) باشه.
صفحه 19:
الکترولیز محلول سولفات مس با استفاده از الکترودهای
محصول حاصل از الکترولیز 50 6- با
الکترد های از جنس رین گرافیت و
پلانینیوم و ... شامل :
الف ) ايجاد فلز مس در الکترود کاند
(منفی)
ب) گاز اکسیژن در الکنرود آند( مثبت)
ایجاد میشود.
Ole ose oval رسوب مس روت
کاتد منفی تشکیل می شود و حباب های
اکسیژن بی رنگ از آند مثبت خارج می
شوند.
Theory diagram forthe electolysis of
COPPER(I) SULFATE SOLUTION
Mothed of callecting eloctrods
products ignored in this diagram
3 cat
دك 000
۲ op
Deposit Snes ae wats
3
copper
positive fone
are atttacted
tw the negative
electrode, gain
sloctrons, 60
are reduced
REDUCTION
are attracted
to the positive
olectrode, lose
electrons, so
aro oxidised
‘OXIDATION
صفحه 20:
الکترولیز محلول سولفات مس با استفاده از الکترودهای مس
م الکترولیزی محلول سولفات مس با الکترودهای مس , قلز مس و یون های مس هستند (زیرا آند مس
می شود).
۲- مس ناخالص حاصل از استخراج معدن از کارخانه به داخل یک بلوک ریخته می شود تا آند مثبت ایجاد شود.
۳- کاند از مس خالص شده از قبل ساخته شده است .
۴- اين دو الكترود به محلول سولفات مس (۱) فرو میروند . ۲
۵- هنگامی که جرپان الکتریکی .0 از طریق محلول عبور می کند .الکترولیز اتفاق می افتد . آند مس حل شده و
یون های مثبت جذب کاتد منفی شده و تبدیل به اتم مس میشوند .
۶ جرم مش حل شده در أند دفيقا برابر جرم مس رسوب شده روی کاند است .
۷- غلظت سولفات مس | ثابت است .
۸- هر گونه ناخلصی موجود در آند مس ناخالص به پایین مخزن سلول الکترولیز می افتد . اين لجن حاصل از آند
كاملا مواد زاند معدنی نیست ,مبتهواند حاوی فلزات ارزشمندی مانند نقره باشد . اکر بتوان این فلزات ارزشمند رو
بازیابی کرد ,فروش آن به اقتصاد قرآیند کمک میکند.
پس پارامتر های مورد نیاز برای تخلیص مس با الکترولیز شامل :
۶ ۱ مس تاخالص از کارخانه ذوب مش
۰ ۲- الکترولیت سولفات مس () آبی
۰ ۳ یک کاند مسی خالص
صفحه 21:
Cu**(aq) + 2e" > Cu(s)
reduction at cathode: gain of ©
and formation of Cu(s) from ca
۱
۱
١
١
۱
۱
۱
۷
665 أعناممم1
١
١
١
Cu(s)-> Cu?*(aq) + 2e" ۱
oxidation at anode, toss of @
and formation of from
۱
۱
impure Cu(s) ۱
۷
anode is dissolved
| م 120) ions
@ ciectrons
صفحه 22:
From Copper (Il) Sulfate: ات 5 0
(aq)
From water :
(aq)
CUP a + 26 مس OH discharged. So, 0; is given
Culs) of
Cuy=2e ج- cur
(eq)
صفحه 23:
صفحه 24:
استخراج آلومینیوم
صفحه 25:
. آلومینیوم با الکترولیز در حضور کریولیت ((۱!33۸۱۴6 و فلورسپار
كلسيم فلورايد ( 2362) از آلومينيوم استخراج می شود
. از (۱1۵3۸۱۴6) 6۲۷0۱/۲۵ براى حل و اكسيد آلومينيوم يونيزه مى
شود
. بوکسیت ۵203) )برای استخراج الکتریکی آلومینیوم استفاده می
شود.
. کریولیت (۱!۵3۸۴6 )حاوی کمی فلورسپار (( 6۵۴2 به عنوان
حلال پوکسیت عمل می کند و نقطه ذوب مخلوط را از 2045
درجه سانتیگراد به 950 درجه سانتیگراد کاهش می دهد .
:. اخيرا کریولیت با مخلوط جایکزین می شود تمکهای فلوراید
(سدیم , آلومینیوم و کلسیم) برای کاهش نقطه ذوب و چگالی
آلومینیوم مذاب که جداسازی آلومینیوم مذاب را در پایین سلول
الكتروليتي مشويل مي کنو
Electrolysis of Aluminum
Electric Power
Source
Carbon Anode:
6 077 -<3 0+
molten
ceryolite, NasAlFo,
204 810
Iron cathode:
molten
4۸۱۵ ۱ 4ج و12 aluminum
Bauxile ore is purified to Al0g, which is mixed with cryolite, a
mixture of NaF and AIF, which melts at 1000 ©.
صفحه 26:
آبکاری فلزات با
a os 1
صفحه 27:
آبکا ری
«آبکاری» (2۱6600۵۱۵109), فرآیند اندود کردن یک فلز بر روی فلز دیگر به کمک هبدرولیز است. از اين فرآیند
در لوازم تزئینی یا جلوگیری از خوردگی فلزات استفاده میشود. همچنین انواع مختلفی از آن با نامهای آبکاری
مس, آبکاری نقره و آبکاری کروم وجود دارد. اين روش به کارخانههای سازنده کمک میکند تا از فلزات ارزانقیمت
همچون روی و استیل در بیشتر محصولات خود استفاده کنند و برای زیبایی, حفاظت و دیگر خواص مورد نظرء
روکشی از فلزات دیگر بر آنها قرار دهند. سطوحی که روکش فلزات بر روی آنها قرار میگیرد حتی میتوانند از
جنس بلاسنيك تيز باشند.
صفحه 28:
موارد کاربرد
بکاری
در مواقعی, محصولاتی که در منزل استفاده میکنیم ممکن است در محیطهای خشک کاربرد داشته و به دور از
خوردگی باشند. اين نوع از محصولات به طور معمول شامل لایهای نازک از طلا یا نقره هستند که برای ما
جذابیت ایجاد میکنند. آبکاری به طور گسترده در خودروسازی, هواپیماها, جواهرات و اسباببازیها کاربرد دارد.
فرآیند کلی در آبکاری, استفاده از یک سلول الکترولنتی را شامل میشود. اين سلول در حقیقت دارای
تيغدهايى با بار منفی در داخل محلولی با نمکهای فلزی است که یونهای این محلول بار الکتریکی مثبت دارند.
اهداف اصلی در آبکاری عبارتند از: بهبود ظاهر کالا, حفاظت, حصول خواص سطحی ویژه و همچنین دستیابی به
خواص مکانیکی و مهندسی کردن آنها.
صفحه 29:
کاند و آند
بحشی که تیار به آیکاری دارد, کاند است. در یک روش, آند از فلری ساخده شده که نیاز داریم پر روی فلز دیگر
را بر آندحریان مستقیمی, منیع تغذیهاندود شود. هر دو جزء در محلول الکترولیت غوطهور میشوند. یک
al > حل شدن تون هاف آنآدر الکترولیتآمی شود در بخش اند اکسید فلیدوزاعبال میکند. این کار سیب
بونهای فلری حلشده داخل الکترولیت در مرز سطح ببن معلمل وکاند کاهش میبانند. اين کار سبت اندود شدن
روی کاتد میشود. نرخ حل شدن آند در الکترولیت با نرخ کاتد آیکاری شده برابر است. در نتیجه یونهاییونها
.فحلول در الكتروليت همواره از طريق آند تغذيه مىشونة
AgNO (aq)
صفحه 30:
فرآیند آبکاری مس
کاتیونها و آنیونها در کنار یکدیگر داخل محلول حضور دارند. به عبارت دیگر, کاتیونها در کاتد کاهش پیدا
میکنند. در این حالت, کاتیونها با رسوب کردن روی کاتد, لایه ظرفیت خود را تکمیل میکنند. به طور مثال
در آبکاری مس, این عنصر در سطح آند و داخل یک محلول اسیدی, با از دست دادن دو الکترون اکسید
میشود. یون 0142+ در محلول با آتیون 5042- همراه میشود تا کروم ( (ااسولفات را تشکیل دهد. در
سطح کاند, یون ۱2+ با جذب دو الکترون به فلز مس کاهش پیدا میکند. نتیجه اين کار, انتقال موثر مس از
ست آن وا کار آن در سس کاد اس
صفحه 31:
آبکاری پلاستیکها
پلاستیکها به سبب قیمت ارزان و انعطاف پذیزی بالاء در قرن بیستم از مخبوبیت خاضی برخوردار شدند. کافی است:تا
پلاستیکها را با ایهای از فلز اندود کنیم تا تمامی خواص پلاستیک با زیبایی و جلای فلزی نیز همراه شود. بسیاری از
پلاستیکها همچون نایلون و پلیکربناتها این قابلیت را دارند. برای اینکه بتوان از این قابلیت در پلاستیکها که هادی
الکتریسیته نیستند استفاده کرد باید فرآیندهایی را روی آن اعمال کرد تا قابلیت هدایت الکتریکی پیدا کنند.
1 ابتدا با روشهای مختلفی این پلاستیکها از گرد و خاک باکسازه
2 و بعد از آن با اسد و در حضور یک کاتالیست شستشو داده میشون.
د در مرجله مد پلاستیکها را داحل حمامی از تیکل با متس قرو میبرند. این کار سب نکیل پوشش سار تارکی ار
فلز روی پلاستیک میشود.
4 بعد از اين مرحله, پلاستیکها را میتوان همانند دیگر فلزات در اين واکنشها شرکت داد.
= =
صفحه 32:
Electroforming
صفحه 33:
تعریف: شکلدهی الکتریکی (( ۱۲0۲0۲۳۱9ع۱6روشی بسیار تخصصی برای تولید قطعههای فلزی به
وسيلة رسوبدهی الکتریکی است. در این روش, با استفاده از الکترولیز. فلز را بر روی یک محور(ماندرل)
رسوب میدهند مجور تها نقش سکل دادن به قطعه در زمان رسوبدهی را دارد و در اخر جدا میشوده
" این روش با آیکاری الکتریکی تفاوت دارد زیرا در این روش ضخامت بیشتر است و نه تنها آن را برای
پوششدهی سطح میتوان بکار برد بلکه میتوان یک قطعه از آن ساخت. همچنین در این روش محور از
قطعه جدا خواهدشد اما در آبکاری, محور بخشی از قطعه نهاییست که رسوب نقش پوشش آن را دارد.
از این روش علاوه بر کارهای صنعتی برای ساخت جواهرآلات و کارهای تزئینی نیز استفاده میشود.فرایند
شکلدهی الکتریکی برای تولید تولیدات به نوع ورق با نشاندن مستقیم فلز بر فرمها یا ماندرلهای از قبل
باردار شدهاست. نیکل, آهن, مس يا نقره میتوانند تا ضخامت 16 میليمتر بر سطح بنشینند.
صفحه 34:
مكا الکتروفرمینگ Electroforming
در شكلدهى الكتريكى ساده. يى حمام الكتروليت
برای نشاندن نیکل یا سایر فلزات شکل پذیر با
الکتریک بر روی یک سطح طرح دار رسانا مانند استیل
ضد زنگ استفاده میشود. هنگامی که ماد رسوب
داده شده به ضخامت دلخواه رسید,الکتروفرم اصلی Electrodeposition
از لاية قبلی جدا میشود. اين عملیات امکان تکثیر با Process
کیفیت بالا قطعة اولیه (پایه) را داده و اجازة تولید با
کیفیت در - هزینههای واحد پایین با تکراریذیری بالا و
عملیات کنترل عالی را میدهد. اگر ماندرل (سنبه) از
مادهای نارسانا درست شده باشد میتوان آن را
توسط مادهای رسانا پوشش داد. از لحاظ تکنیکی اين
I sou. یک شی فلزی با کنترل آبکاری فلز که
ایک محلول الکترولیر ee نا ای ساخت قطعهای تیکلی با شکلدهی الکتریکی
Nickel Metal
1
Electrolytic Solution Electroform
که که از روش الکتروفرمینگ ایجاد میشود میتواند +
ساخت ماندرلهای پیچیده تری امکانپذیر شدهاست.
برای تسهیل جداسازی الکتروقرم از ماندرل, ماندرل Ll تک
شدن شیمیایی سادة آلومینیوم. یک الکتروفرم پیچیده 9 7 ig
میاتواند با دقت بالا تولید شود. درستی ابعادی این (a) (b) (c) 0 (e) (f)
- + + +
یک بخش دائمی نهایی تولید بوده با موقت ( همانطور
که دربارة موم داریم ) باشد و بعد تر جدا شود تا تنها
شکل فلزی باقی بماند.به سبب تکنولوژیهای تازهتر
a 25
هن
معمولاً از آلومینیوم تهیه میشود. زیرا به علت محلول
بر vn سا
صفحه 35:
صفحه 36:
1. Coni’c, V.T.; Raj’ci’c Vujasinovi’c, M.M.; Truji’c, V.K.; Cvetkovski, V.B. Copper, zinc, and iron bioleaching from
polymetallic sulphide concentrate.
2. Akcil, A. Potential bioleaching developments towards commercial reality: Turkish metal mining’s گنه
Miner. Eng
3. Guezennec, A-G.; Bru, K.; Jacob, J.; d’Hugues, P. Co-processing of sulfidic mining wastes and metal-rich
post-consumer wastes by biohydrometallurgy. Miner. Eng. 2015, 75, 45-53.
4. Valdés, J.; Pedroso, |.; Quatrini, R.; Dodson, RJ.; Tettelin, H.; Blake, R.; Eisen, J.A.; Holmes, D.S.
Acidithiobacillus ferrooxidans metabolism: From genome sequence to industrial applications. BMC Genom.
2008, 9, 597.
5. Mishra, D.; Kim, DJ.; Ralph, D.E.; Ahn, J.G.; Rhee, YH. Bioleaching of spent hydro-processing catalyst using
acidophilic bacteria and its kinetics aspect. J. Hazard. Mater. 2008, 152, 1082-1091.
6. Wang, J.; Zhao, H.-B.; Zhuang, T.; Qin, W.-Q.; Zhu, S.; Qiu, G.-Z. Bioleaching of Pb-Zn-Sn chalcopyrite
concentrate in tank bioreactor andmicrobial community succession analysis. Trans. Nonferrous Met. Soc.
۵ سل 0. Widows Proxy Reverb: @kvirtety:: Da ‘letercatoond Review of Powert-Bee Piet Phaoty )بو
Oprhraie. (et. J. Wydeoy. Bory COW, 90, C099-2084.
©. Carpets, O. Beteratva oP Oirane: Ooty Por Lange yds Orage: Ponies. Tet. L. Wydeog. Bary (808, ۵, 190-6
rene, Pwr, (CC; Werke, 0. Wvderes متا
oiees Doperts uth Recard ty he Berwaa Deersy Praveen,
9. Ovbdbht, h; Otieeer, O.; Orvaxtar, P.; Docradet, ©.
by Ckorvhot eed Ooreng: i Out Owen: Porruids, Boreniny un ©
et.
صفحه 37:
The End