Номер 3, страница 70, часть 1 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

3. В каких целях применяют процесс электролиза?

Электролиз — это физико-химический процесс, заключающийся в выделении на электродах составных частей растворенных веществ или других веществ, являющихся результатом вторичных реакций на электродах, который возникает при прохождении электрического тока через раствор либо расплав электролита. Процесс электролиза имеет множество практических применений в различных сферах науки и промышленности.

Получение простых веществ (металлургия и химическая промышленность)

Электролиз является основным, а для некоторых веществ — единственным промышленным способом получения.

• Получение активных металлов: Электролизом расплавов солей или оксидов получают такие металлы, как алюминий (из расплава Al₂O₃ в криолите), натрий, калий, магний, кальций. Эти металлы невозможно получить восстановлением из руд более дешевыми способами из-за их высокой химической активности.
• Получение неметаллов: Электролиз широко используется для промышленного производства водорода и кислорода (из воды), хлора и щелочей (из раствора NaCl), а также фтора (самого сильного окислителя).

Очистка металлов (электрорафинирование)

Этот метод позволяет получать металлы очень высокой степени чистоты (до 99,999%). Например, при электролитическом рафинировании меди, черновая (грязная) медь используется в качестве анода. При прохождении тока анод растворяется, ионы меди переходят в раствор, а затем осаждаются на катоде в виде чистого металла. Примеси либо остаются в растворе, либо выпадают в осадок (анодный шлам), который часто содержит ценные металлы, такие как золото и серебро.

Гальванотехника

Гальванотехника — это область прикладной электрохимии, которая занимается процессами нанесения металлических покрытий на поверхность изделий. Она делится на два основных направления:

• Гальваностегия: Нанесение тонкого слоя одного металла (например, хрома, никеля, цинка, серебра, золота) на поверхность другого изделия. Это делается для защиты от коррозии (хромирование, цинкование), для придания декоративного вида (позолота, серебрение) или для улучшения поверхностных свойств (например, повышения твердости или износостойкости).
• Гальванопластика: Получение точных металлических копий предметов путем осаждения металла на заранее подготовленную форму (матрицу). После накопления слоя нужной толщины, металлическая копия отделяется от формы. Этот метод используется для изготовления печатных форм, матриц для грампластинок, ювелирных изделий, скульптур и других сложных по форме предметов.

Электрохимический синтез

Электролиз используется для синтеза различных органических и неорганических соединений. Классическим примером является получение гидроксида натрия (NaOH) в процессе электролиза водного раствора хлорида натрия (NaCl). Также этим методом получают перманганат калия (KMnO₄), пероксид водорода (H₂O₂) и многие другие химические вещества.

Защита от коррозии

Кроме нанесения защитных покрытий, электрохимические методы, такие как анодирование, используются для создания на поверхности металла (чаще всего алюминия) прочной оксидной пленки. Эта пленка значительно повышает коррозионную стойкость и износостойкость изделия, а также может служить декоративным покрытием.

Ответ: Процесс электролиза применяют в следующих целях: 1) в металлургии для получения активных металлов (алюминий, натрий, магний) и для глубокой очистки металлов (рафинирование меди); 2) в химической промышленности для производства неметаллов (хлор, водород, фтор) и соединений (щелочи); 3) в гальванотехнике для нанесения защитных и декоративных металлических покрытий (хромирование, позолота) и для создания точных металлических копий предметов; 4) для защиты металлов от коррозии путем создания оксидных пленок (анодирование).