구리의 전기 정제는 전기 분해를 사용하여 금속을 정화하는 데 사용됩니다.
이 방법에서, 양극은 불순한 구리로 만들어지고, 음극은 순수한 구리로 만들어집니다. 전해질은 산성화 된 구리 황산염 용액으로 만들어집니다. 전기가 통과되면 양극의 불순한 구리가 전해질에 용해되는 반면 순수한 구리가 음극에 퇴적됩니다.
이런 식으로, 순수한 구리는 음극에서 얻습니다.
정유 란 무엇입니까?
정제는 순수한 금속을 얻기 위해 불순물을 제거하는 과정입니다. 금속에서 불순물을 제거하기 위해 다양한 과정이 사용됩니다. 이들은 금속의 특성과 불순물에 기초합니다.
금속 정제에 사용되는 다른 방법은 다음과 같습니다.
- 증류
- 주류
- 구역 정제
- 증기 위상 정제
- 전해 정제
전해 정제는 가장 일반적으로 사용됩니다.
구리 외에는은과 아연과 같은 금속이 전기 분해를 사용하여 정제됩니다.
1847 년, Leuchtenberg 공작 Maximilian은 구리의 전해 정제를 실험적으로 시연했습니다.
전기 분해
Michael Faraday가 도입 한“전기 분해”라는 용어는 화학 물질을 통해 전류가 전달되는 과정을 말합니다.
전기 분해에서 직접 전류는 전해질을 통과합니다. 결과적으로 화학 반응은 전극에서 발생하고 재료가 분해됩니다.
전기 분해의 주요 구성 요소는 다음과 같습니다.
- 전해질
- 전극
- 외부 전원
- 소금 다리
유리 이온을 함유하고 전류를 전달하는 화학 물질은 전해질이라고합니다.
회로의 비금속 부분과 접촉하는 데 사용되는 전기 도체를 전극이라고합니다.
전극을 전해질에 담그고 거리에 의해 분리된다. 전류는 전해질을 통해 그들 사이의 흐릅니다. 전극은 또한 전원에 연결되어 전기 회로를 완성합니다.
전기 분해는 이온과 원자의 교환을 포함하며, 이는 전류가 적용된 전자의 첨가 또는 제거의 결과로 발생합니다.
전해 정제 공정
전해 정제는 전기 정제라고도합니다. 이 방법에서 구리와 같은 금속은 전기 분해를 사용하여 정제됩니다.
불순한 금속 스트립은 양극으로 사용되며 순수한 금속 스트립은 음극으로 사용됩니다. 금속 염의 수용액은 전해질로 사용됩니다.
음으로 하전 된 전극 또는 음극에서, 금속 양이온은 전자를 얻고 감소된다. 이런 식으로, 그들은 음극에 순수한 중성 금속 원자로 퇴적됩니다.
전해 정제에서 양극은 불순한 금속이며, 양극에서 음극으로 금속을 전달하는 동안 불순물이 손실됩니다.
.공정이 완료된 후, 애노드에 불순한 금속을 용해시켜 순수 금속이 캐소드에서 형성됩니다.
전류가 전해 용액을 통과 할 때 다음 반응이 발생합니다.
음극에서의 반응
Mn + + ne- → m
양극에서의 반응 :
m → mn + + ne-
구리의 전해 정제
불순하거나 물집 구리는 광석에서 추출 될 때 약 99% 순수합니다. 구리 금속은 전해 정제에 의해 최대 99.99%까지 정제 될 수 있습니다. 양극 (양의 전극)은 불순한 구리로 만들어졌으며, 순수한 구리로부터 음극 (음성 전극)으로 만들어집니다. 황산으로 산성화 된 구리 황산염은이 과정에서 전해질로 사용됩니다. 전류를 통과시킴으로써, 불순한 금속은 양극에서 전해 용액으로 용해된다. 이 단계에서 구리 황산염은 Cu ++ 및 (SO4) 2- 이온으로 분리됩니다. 양이온으로도 알려진 양성 구리 이온은 순수한 구리 금속으로 구성된 음극을 향해 이동합니다. 금속 양이온은 음극에서 전자를 흡수하고 Cu 원자로 캐소드에 증착됩니다. 따라서, 순수한 구리는 음극에서 생성된다.
전류가 전해 용액을 통과 할 때 다음 반응이 발생합니다.
음극에서 :
Cu2 + + 2e- → Cu
양극에서 :
Cu → Cu2 + + 2e-
가용성 불순물은 전해 용액에 용해되는 반면 불용성 불순물은 양극의 바닥에서 발견 될 수 있습니다. 이 불용성 불순물은 양극 진흙으로 알려져 있습니다.
이 방법에서 음극은 순수한 구리의 분리를 더 쉽게 만들기 때문에 흑연으로 코팅됩니다.
구리의 전해 정제의 중요성
불순한 구리는 순수한 구리보다 덜 전도성입니다. 불순물은 구리의 전기 전도성을 줄입니다. 우리가 알다시피, 구리는 전도성 특성으로 인해 전선을 만드는 데 사용됩니다. 구리가 얻어지면 99% 순수합니다. 전해 정제 후, 거의 99.99% 순수하게됩니다.
따라서 전해 정제는 매우 중요합니다.
결론
전해 정제는 전기가 불순한 금속을 개선하는 데 사용되는 방법입니다. 양극은 불순한 구리와 순수한 구리의 음극으로 만들어집니다. 황산으로 산성화 된 구리 황산염은 전해질로 사용됩니다. 전류를 통과시킴으로써 불순한 금속은 양극에서 전해 용액으로 용해됩니다. 양성 구리 이온은 순수한 구리로 구성된 음극을 향해 이동합니다. 금속 양이온은 캐소드로부터 전자를 흡수하고 Cu 원자로서 캐소드에 증착된다. 따라서, 순수한 구리는 음극에서 생성된다.
