Презентація "Застосування електролiзу у промисловостi й технiцi"

Застосування електролiзу у промисловостi й технiцi

Електрохімічні процеси широко застосовуються в різних галузях сучасної техніки, в аналітичній хімії, біохімії і т. д. У хімічній промисловості електролізом одержують хлор і фтор, луги, хлорат і перхлорат, надсірчану кислоту і персульфати, хімічно чисті водень і кисень і т. д. При цьому одні речовини одержують шляхом відновлення на катоді, інші - електроокисненням на аноді

Електроліз в гідрометалургії є однією з стадій переробки металовмісткої сировини, що забезпечує отримання товарних металів. У кольоровій металургії електроліз використовується для добування металів з руд та їх очищення. Електролізом з розплавлених середовищ отримують алюміній, магній, титан, цирконій, уран, берилій та ін. Для рафінування (очищення) металу електролізом з нього відливають пластини і поміщають їх як анодів в електролізер

За допомогою електролізу можна наносити найтонші металеві покриття на різні металеві поверхні. При такому способі нанесення покриттів, деталь використовують як катод, який міститься у розчину солі того металу, покриття з якого необхідно отримати. В якості анода використовується пластинка з того ж металу

За допомогою гальванопластики виготовляють бюсти, статуї і т. д. Гальванопластика використовується для нанесення порівняно товстих металевих покриттів на інші метали (наприклад, освіта "накладного" шару нікелю, срібла, золота і т. д.)Крім зазначених вище, електроліз знайшов застосування і в інших галузях: Отримання оксидних захисних плівок на металах (анодування);Електрохімічна обробка поверхні металевого виробу (поліровка);Електрохімічне фарбування металів (наприклад, міді, латуні, цинку, хрому та ін);Очищення води - видалення з неї розчинних домішок. В результаті виходить так звана м'яка вода (за своїми властивостями наближається до дистильованої);Електрохімічна заточка ріжучих інструментів (наприклад, хірургічних ножів, бритв і т.д.)

Электролиз широко используется для получения наиболее активных металлов (щелочных, щелочно-земельных, алюминия, магния), некоторых активных неметаллов (фтор, хлор) и сложных веществ (гидроксида натрия и калия). Для очистки металлов от примесей (рафинирование). Так полученную из руды неочищенную медь отливают в форме толстых листов, которые помещают в ванну в качестве анодов. При электролизе медь анода будет растворяться, примеси выпадают на дно, на катоде, сделанном из особо чистой меди будет оседать чистая медь. Дорого обходится такая рафинированная медь с примесью всего 0,1% и менее, но все затраты покрываются стоимостью извлеченных из нее серебра, золота, селена, теллура.

Гальванотехнікагальваностегіягальванопластика

- это отрасль прикладной электрохимии, смысл которой состоит в получении электролитическим путем металлических копий каких-либо предметов (гальванопластика) или же в нанесении этим же способом металлических покрытий на какие-либо поверхности (гальваностегия)Гальванотехника

Луиджи Гальвани Luigi Galvani. Отец современной электрофизиологии и создатель теории «животного электричества»(1737-1798)

Електролiтична або гальванiчна ванна

Електролiтична лiнiя

ГАЛЬВАНОПЛАСТИКАОдержання шляхом електролізу точних, легко відокремлюваних металевих копій щодо значної товщини з різних як неметалічних, так і металевих предметів, які називаються матрицями

Метод гальванiчного покриття i отримання точних копiй предметiв розроблено в 1838 р. росiйським ученим Б. С. Якобi

Если на поверхность металла нанести слой графита, то электролизом можно получить точную копию с рельефной поверхности. Это гальванопластика, открыт русским ученым Б. Якоби, который в 1836 г применил этот способ для изготовления полых фигур в Исааковском соборе в Санк-Петербурге

Moritz Hermann von Jacobi. Бори́с Семёнович (Мориц Герман фон) Яко́би (нем. Moritz Hermann von 1801 - 1874) — русский физик, академик Императорской Санкт-Петербургской Академии Наук. Родной брат выдающегося немецкого математика Карла Якоби

Мориц Герман фон Якоби родился в состоятельной еврейской семье. Отец будущего физика, Симон Якоби, был личным банкиром короля Пруссии Фридриха Вильгельма III; мать, Рахель Леман, была домохозяйкой. Свою учёбу он начинает в Берлинском университете, затем переходит в Гёттингенский университет. По окончании курса в Гёттингене до 1833 года работал архитектором в строительном департаменте Пруссии

В 1949 г. на фасаде дома на 7-й линии Васильевского острова была установлена мемориальная доска с надписью: "Здесь жил академик Борис Семенович Якоби. 1801-1874. Выдающийся физик и электротехник. Изобретатель гальванопластики, электрического телеграфа, электрических моторных лодок, электрических мин".

Выступая на открытии этого памятного знака, президент Академии наук Сергей Иванович Вавилов (1891-1951) сказал: "Имя академика Якоби, выдающегося физика, гениального электротехника и изобретателя по праву должно быть поставлено наряду с другими славными именами академиков-физиков - Ломоносова, Эйлера, Эпинуса, Петрова; оно навек останется в истории в связи с изобретенной им гальванопластикой, получившей широчайшее применение в технике"

Клише из гальванической меди уже оказали большие услуги книгопечатному делу. По праву можно утверждать, что не будь этих клише, не появились бы те иллюстрированные издания, которые разошлись по всем странам в количестве сотен тысяч экземпляров, будучи доступны даже классам народа со скромными средствами и являясь таким образом могучим фактором просвещения и распространения полезных знаний.  Б. С. Якоби

ГАЛЬВАНОСТЕГIЯЕлектролiтичний спосiб покриття виробiв тонким шаром металу Вiд iменi iтальйського вченого Гальванi та грецького στεγη - покриття

Электролитическим путем покрывают поверхность одного металла тонким слоем другого ( никелем, хромом, оловом, золотом и т.д) для защиты поверхности от коррозии

это металлические пленочки толщиной от долей мкм до десятых долей мм, наносимые на поверхность металлических и других изделий методом гальваностегии для придания им твердости, износостойкости, антикоррозийных, антифрикционных, защитно-декоративных или просто декоративных свойств.    Чаще всего гальванические покрытия находят применение в автомобилестроении, авиационной, радиотехнической и электронной промышленности. Гальванические покрытия –

Увеличивает твердость металлических изделий, сопротивление механическому износу и высоким температурам, придает декоративный вид и светоотражающие свойства. Хромирование

Обеспечивает изделиям прекрасный вид и защиту от различных видов коррозии и механических воздействий Цинкование

Для защиты поверхности металлов все еще широко применяется, хотя в последнее время оно начинает заменяться более дешевым и доступным цинкованием. Кадмирование

Металлических изделий производят в декоративно-защитных целях, для улучшения приработки трущихся деталей, уплотнения зазоров, восстановления изношенных поверхностей и защиты инструмента от искрообразования, а также для создания на поверхности металла токопроводящего слоя с малым сопротивлением. Меднение

Подвергаются преимущественно изделия из стали и сплавов, а также меди, латуни, цинка для защиты от коррозии, повышения износостойкости деталей, в защитно-декоративных целях, а также для формирования промежуточного слоя при многослойных покрытиях. Никелевые гальванические покрытия отличаются красивым внешним видом, стойкостью к атмосферным воздействиям, легкостью нанесения на металлические изделия. Никелированию

Как гальваническое покрытие распространено очень мало. Главным образом оно используется в полиграфической промышленности для покрытия матриц, а в последнее время также при окончательной обработке деталей машин или при ремонте изношенных инструментов. Кроме того, этим способом можно приготовить особо чистое железо для физических и химических исследований. Основным элементом электролита является сернокислое или хлористое железо. Железнение

Это нанесение на поверхность металлических (главным образом стальных) изделий слоя латуни толщиной в несколько мкм (примерный состав: 70 % меди и 30 % цинка). Применяется для защиты изделий от коррозии, для обеспечения прочного сцепления стальных и алюминиевых изделий с резиной при горячем прессовании, для создания промежуточного слоя при никелировании или лужении стальных деталей (что более эффективно, чем непосредственное покрытие никелем или оловом). Латунирование — один из способов повышения антифрикционных свойств титана и его сплавов. Латунирование

Приобретает в промышленности все большее значение, благодаря стойкости олова к коррозии. Применяется чаще всего к железным и стальным деталям. Лужение

Гальваностегия – это декоративное или антикоррозийное покрытие металлических изделий тонким слоем другого металла (никелирование, хромирование, омеднение, золочение, серебрение). Броши, серьги, браслеты, кулоны, колье, сувенирные изделия, детали автомобиля, мебельной фурнитуры с покрытием меди, серебра, золота

Гальванопластика – это электролитическое изготовление металлических копий, рельефных предметов. Воссоздание роскошного убранства дворцов

Электрометаллургия – это получение чистых металлов (Al, Na, Mg, Be) при электролизе расплавленных руд

Рафинирование металлов – это очистка металлов от примесей с помощью электролиза, когда неочищенный металл является анодом, а на катоде оседает очищенный.