Номер 5, страница 137 - гдз по физике 8 класс учебник Изергин

Глава III. Постоянный электрический ток. Параграф 22. Электрический ток в электролитах - номер 5, страница 137.

Условие.

5. Для чего используется электролиз?

Решение.

Электролиз — это совокупность окислительно-восстановительных процессов, которые протекают на электродах при прохождении постоянного электрического тока через расплав или раствор электролита. Этот процесс нашёл широкое применение в различных отраслях промышленности и техники.

Электрометаллургия — получение и очистка металлов

Это одна из главных областей применения электролиза.

Получение активных металлов: Электролизом расплавов солей или оксидов получают металлы, которые трудно или невозможно получить другими способами из-за их высокой химической активности. К таким металлам относятся алюминий (электролиз раствора глинозёма $Al_2O_3$ в расплавленном криолите $Na_3AlF_6$), натрий, калий, магний, кальций (электролиз расплавов их хлоридов).

Рафинирование металлов (электролитическая очистка): Этот метод используется для получения металлов высокой чистоты (например, 99,99% меди). При рафинировании меди неочищенная медь служит анодом, а тонкая пластина чистой меди — катодом. В процессе электролиза анод растворяется, а на катоде осаждается чистая медь, в то время как примеси либо остаются в растворе, либо выпадают в осадок (анодный шлам).

Электрохимический синтез — получение химических веществ

Электролиз используется для промышленного производства множества важных химических продуктов.

Производство газов: Электролизом водных растворов солей получают водород ($H_2$) и хлор ($Cl_2$) (например, из раствора $NaCl$), а электролизом воды — чистый водород и кислород ($O_2$). Также электролизом получают фтор ($F_2$) — самый сильный окислитель.

Производство щелочей: В процессе электролиза раствора поваренной соли ($NaCl$) наряду с хлором и водородом образуется гидроксид натрия ($NaOH$) — важнейший продукт химической промышленности.

Синтез других соединений: Электролизом получают перманганат калия ($KMnO_4$), перхлораты, различные органические соединения.

Гальванотехника

Гальванотехника объединяет два основных направления: гальваностегию и гальванопластику.

Гальваностегия (нанесение гальванических покрытий): Это процесс нанесения тонкого слоя одного металла на поверхность другого для защиты от коррозии (хромирование, никелирование, цинкование), в декоративных целях (позолота, серебрение) или для придания специальных свойств, например, твёрдости или износостойкости. Изделие, которое нужно покрыть, помещают в ванну с раствором соли покрывающего металла и используют в качестве катода.

Гальванопластика: Это процесс получения точных металлических копий предметов. На поверхность модели (матрицы) наносится проводящий слой, после чего она используется как катод в электролитической ванне. Осаждённый слой металла в точности воспроизводит рельеф поверхности. Этот метод используется для изготовления печатных форм, клише, матриц для грампластинок и компакт-дисков, а также сложных по форме деталей.

Другие применения

Электрохимическая обработка металлов: Сюда относятся электрополировка для сглаживания поверхности изделий и электрохимическое травление для нанесения рисунков или удаления слоев металла.

Очистка сточных вод: Электролиз может использоваться для обеззараживания воды и удаления из неё ионов тяжёлых металлов и других вредных примесей.

Аналитическая химия: В электрогравиметрическом анализе масса вещества, выделившегося на электроде, позволяет точно определить его концентрацию в исходном растворе.

Ответ: Электролиз используется в промышленности для получения и очистки металлов (алюминий, медь, натрий), для синтеза химических веществ (хлор, водород, щелочи), для нанесения защитных и декоративных металлических покрытий на изделия (гальваностегия), для создания точных металлических копий предметов (гальванопластика), а также для обработки металлов, очистки воды и в химическом анализе.