1. 전해 세포 설정 :
* 전극 : 흑연이나 백금 (양극)과 같은 불활성 물질로 만든 두 개의 전극이 필요하고 다른 하나는 강철과 같은 적합한 금속 (캐소드)으로 만든 전극이 필요합니다.
* 전해질 : 물에 황산 아연 (ZnSOA) 용액을 준비하십시오. 이것은 전해질 역할을하여 반응에 대한 이온을 제공합니다.
2. 전기 분해 공정 :
* 직류 : 직류 (DC)를 전극에 적용하십시오. 양극은 전원의 양의 단자에 연결되고 음극은 음성 단자에 연결됩니다.
* 반응 :
* 양극 (산화) : 양극에서, 황산염 이온 (so₄²⁻)은 산화되어 전자를 방출 할 것이다.
2SO₂²→ → SATERE + 2E⁻
* 음극 (환원) : 캐소드에서, 아연 이온 (Zn²⁺)은 음극에서 전자를 수용함으로써 감소 될 것이다.
Zn²⁺ + 2E⁺ → Zn
* 아연 증착 : 감소 된 아연 이온 (Zn)은 캐소드의 표면에 플레이트를하여 고체 아연 금속을 형성한다.
3. 중요한 고려 사항 :
* 전압 : 적용된 전압은 반응의 전기 화학 전위를 극복하기에 충분해야합니다. 적절한 전압을 결정하려면 아연 및 황산염에 대한 전기 화학 전위 표를 참조해야합니다.
* 순도 : 생성 된 아연의 순도는 초기 설페이트의 순도 및 전기 분해 조건에 의존한다.
* 안전 : 전기 분해는 열과 가스를 생성 할 수 있으므로 통풍이 잘되는 지역과 적절한 안전 예방 조치로 수행하는 것이 중요합니다.
전체 방정식 :
znso₄ (aq) + 2h₂o (l) → zn (s) + h₂so₄ (aq) + h₂ (g)
참고 : 이것은 단순화 된 설명입니다. 실제 과정에는 추가적인 부작용과 다른 제품의 형성이 포함될 수 있습니다.
대체 방법 :
전기 분해는 가장 일반적인 방법이지만 황산 아연으로부터 아연을 얻는 다른 방법은 다음과 같습니다.
* 변위 반응 : 용액에서 아연을 대체하기 위해 마그네슘과 같은 반응성 금속을 사용하여 :
znso₄ (aq) + mg (s) → zn (s) + mgso₄ (aq)
* 화학적 감소 : 아연 이온을 아연 금속으로 감소시키기 위해 나트륨 히드로 설파이트 (Na₂s₂o₄)와 같은 환원제를 사용합니다.
이러한 대체 방법은 전기 분해에 비해 효율적이지 않거나 한계가있을 수 있습니다.
