Energia electrica

Trimis la data: 2002-06-14 Materia: Geografie Nivel: Liceu Pagini: 4 Nota: / 10 Downloads: 6936
Autor: Leonard petrescu Dimensiune: 13kb Voturi: Tipul fisierelor: doc Acorda si tu o nota acestui referat: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
vezi mai multe detalii vezi mai putine detalii
Raporteaza o eroare
Energia electrica este elementul de baza in dezvoltarea economica industriala a fiecarui stat, fiind indispensabila in toate sectoarele de activitate. Cresterea nivelului vietii materiale si spirituale a populatiei atat urbana cat si rurala este strans legata de productia de energie electrica.

Aplicatiile Electrolizei

Paler Alexandru

clasa a XII-a A

1. Ce este electroliza?

Inainte de anul 1880, energia electrica avea o utilizare foarte
limitata in industria chimica, cu toate ca primele cercetari de
laborator in domeniul electrochimiei dateaza inca de la inceputul
secolului al XIX-lea . Dezvoltarea larga a electrochimiei industriale
a inceput abia dupa inventarea si perfectionarea dinamului. Un rol
important in dezvoltarea electrochimiei ii revine lui M. Faraday care
a formulat legile fundamentale ale electrolizei.

Producerea diferitelor fenomene chimice sub actiunea curentului
electric la suprafata de contact electrolit-electrod metalic
constituie fenomenul de electroliza. Acesta poate fi definit dupa
Faraday ca o descompunere permanenta a unei substante sub actiunea
curentului electric, caz in care ionii solutiei se vor dirija spre
electrodul cu incarcarea electrica opusa celei pe care o iau ionii,
unde se depun.

Procesele de electroliza se supun legilor lui Faraday, redate prin
expresia:

m = K * I * t,

unde

m

-

masa de substanta depusa la electrod

K

-

echivalentul electrochimic al electrolitului

A

-

masa atomica

N

-

valenta ionului care se depune

F

-

constanta lui Faraday

I

-

intensitatea curentului (in amperi)

t

-

reprezinta timpul cat dureaza electroliza

Fenomenul de electroliza este complicat si depinde de o serie de
factori fizici si chimici, a caror actiune a impus clarificarea a
insasi modului prin care se face disocierea unui electrolit sub
actiunea curentului electric. Fenomenul consta in migratia ionilor
pozitivi catre catod si a ionilor negativi spre anod, cat si in
neutralizarea acestora. Astfel, la electrozi, ionii capteaza,
respectiv cedeaza electroni, transformandu-se in atomi neutri sau
grupe de atomi. Acestia se pot depune ca atare pe electrod sau pot
reactiona; cu moleculele dizolvantului, cu electrodul, sau intre ei.
Se formeaza astfel produsi secundari ai electrolizei. De fapt,
procesele la electrozi, avand loc cu transfer de electroni sunt
transformari redox.

2. Aplicatiile electrolizei

Industriile electrochimice reprezinta o ramura cu aplicatii importante
pentru economia nationala. Aplicarea electrochimiei permite sa se
obtina cantitai mari de produse importante, cum sunt: hidrogenul,
oxigenul, clorul, hidroxizii alcalini, peoxizii, oxiclorurile etc.

Prin electroliza substantelor topite se obtin: sodiu, calciu,
magneziu, aluminiu si alte metale. Datorita metodelor eletrochimice
s-a reusit sa se realizeze pe scara indsutriala obtinerea unor metale
ca: bariu, cesiu, litiu etc.

2.1 Obtinerea metalelor si nemetalelor

Metalele din grupele I, a II-a si a III-a principala se obtin
industrial prin electroliza topiturilor. Beriliul metalic se obtine
prin electroliza unui amestec topit de BeF2 si o fluorura alcalina iar
strontiul, un alt metal al grupei a II-a se obtine similar cu calciul.

Cu toate ca prin aceste procese electrochimice se consuma mari
cantitati de energie electrica, ele sunt utiliate pe scara larga
intrucat permit obtinerea metalelor pure necesare in tehnica.
Procedeele electrochimice sunt singurele care fac posibila obtinerea
metalelor cu potential de oxidare mare.

Obtinerea aluminiului este un proces tehnologic complex care cuprinde
doua etape distincte: obtinerea aluminei din bauxita si electroliza
oxidului de aluminiu.

Nemetalul care se obtine pe calea electrolizei este fluorul. Pentru
electroliza se utilizeaza un amestec de fluorura de potasiu si acid
fluorhidric. Temperatura la care se efectueaza electroliza se
stabileste in functie de compozitia electrolitului.

Obtinerea aluminiului a fost un dar binevenit. Pana catre sfarsitul
secolului al XIX, aluminiul a fost un metal mai rar. Doar cei foarte
bogati isi permiteau sa detina obiecte din aluminiu. Charles M. Hall,
in varsta de 21 de ani, student la Oberlin, a incercat sa descopere
metode ieftine de obtinere ale acestui metal. Greutatile pe care le-a
infruntat au fost legate de faptul ca aluminiul este foarte reactiv si
era greu sa-l obtina prin reactii chimice obisnuite. Eforturile de a
produce aluminiu prin electroliza au fost neroditoare, deoarece
sarurile sale anhidre erau greu de preparat, iar oxidul Al2O3, avea un
puncte de topire > 2000 , astfel incat, nu exista nici o metoda
practica de al topit. In 1886 Hall a descoperit ca Al2O3 dizolva un
mineral numir criolit, Na3AlF6, rezultand un amestec, cu un punct de
topire relativ mic, din care aluminiul putea fi obtinut prin
electroliza.

Diagrama de functionare a acestui proces este redata mai jos. Bauxita
contine Al2O3. Bauxita este purificata, iar Al2O3 este apoi adaugat
electrolitului de topitura de criolit, in care se dizolva si apoi se
disociaza. La catod, ionii de aluminiu se reduc si se obtine metalul
care formeaza un strat sub electrolitul mai putin dens. La anodul de
carbon, ionul oxid este oxidat rezultand O2.

0x08 graphic
Al3+ + 3e^- ---> Al(l) (catod)

2 O2- ---> O[2](g) + 4e^- (anod)

4 Al3+ + 6 O2- ---> 4 Al(l) + 3 O[2](g)

Oxigenul produs la anod ataca electrodul de carbon, producand CO2,
astfel electrodul trebuind schimbat frecvent.

2.2 Metoda de purificare a metalelor

Una din aplicatiile electrolizei cu anozi activi (care se consuma in
decursul electrolizei) este electrorafinarea. Aceasta metoda este
utilizata in procesul de obtinere a cuprului de mare puritate si
pentru recuperarea metalelor pretioase. De fapt, rafinarea
electrolitica reprezinta ultima etapa in metalurgia cuprului.
Electroliza cuprului are loc astfel:

0x08 graphic
In baia de electroliza ce contine ca electrolit o solutie acidulata de
CuSO4 se introduc o serie de placi groase de cupru impur si se leaga
de anodul sursei de curent. Intre placile anodice se intercaleaza
placi subtiri de cupru pur, legate la polul negativ al sursei de
curent. In aceste conditii trec in solutie din placile anodice numai
ionii de cupru si ionii impuritatilor metalice, care se gasesc in
seria tensiunilor electrochimice inaintea cuprului. La catod se
descarca numai ionii de cupru, potentialul de descarcare al celorlalti
fiind mai ridicat, acestia raman in solutie. Celelalte impuritati cu
potentialul mai electropozitiv, aflate in placile anodice de cupru se
acumuleaza prin depunere pe fundul baii de electroliza, formand
asa-numitul namol anodic care constituie la randul sau o sursa pentru
obtinerea acestor elemente.

La anod : Cu ---> Cu2+ + 2e^-
La catod: Cu2+ + 2e^- ---> Cu Reactia totala: Cu2+ + Cu ---> Cu --->
Cu2+

2.3 Metoda de obtinere a unor substante compuse

In prezent cea mai mare cantitate din necesarul mondial de hidroxid de
sodiu si de potasiu de obtine prin electroliza solutiilor apoase
concentrate de clorura de sodiu, respectiv de potasiu. Exista doua
procedee de a obtine substante compuse: unul ce se numeste procedeul
cu diafragma, deoarece in industrie spatiul catodic este separat de
spatiul anodic printr-un perete poros denumir diafragma, si unul ce se
numeste procedeul cu catod de mercur, care se foloseste pentru a avita
reactiile secundare. Pe plan mondial se observa utilizarea cu
prioritate a celulelor cu diafragma, pentru a evita poluarea mediului
inconjurator cu mercur.

Pentru a obtine NaClO[3] Albchem Industries Ltd. foloseste urmatoarea
tehnologie:

Din minele de sare ce se afla la 1800 m adancime este pompata o
solutie de NaCl. Ajunsa in fabrica aceasta solutie este curatata de
impuritati si i se elimina "taria"[ . ]Calciul si magneziul sunt
eliminati pentru a preveni depunerile la catod, rezultand in pierderi
electrice. Solutia astfel pregatita este gata pentru electroliza.
Sectia de electroliza consta in 24 de vase si 72 de celule aranjate in
serie. Cand sunt conectate la tensiune, se formeaza hidrogen gazos.
Hidrogenul misca lichidul formand astfel un circuit intre vas si
celula. NaCl este transformat in NaClO[3]. Hidrogenul este eliminat in
atmosfera. Ecuatia reactiei ...

Nota explicativa
Referatele si lucrarile oferite de Referate.ro au scop educativ si orientativ pentru cercetare academica.

Iti recomandam ca referatele pe care le downloadezi de pe site sa le utilizezi doar ca sursa de inspiratie sau ca resurse educationale pentru conceperea unui referat nou, propriu si original.

Referat.ro te invata cum sa faci o lucrare de nota 10!
Filmele zilei
Linkuri utile
Programeaza-te online la salonul favorit Descarca gratuit aplicatiile pentru iOS si Android Filmulete haioase Filme, poante si cele mai tari faze Jocuri Cele mai tari jocuri de pe net Referate scoala Resurse, lucrari, referate materiale pentru lucrari de nota 10 Bacalaureat 2019 Vezi subiectele examenului de Bacalaureat din 2019 Evaluare Nationala 2019 Ultimele informatii despre evaluare nationala
Toate imaginile, textele sau alte materiale prezentate pe site sunt proprietatea referat.ro fiind interzisa reproducerea integrala sau partiala a continutului acestui site pe alte siteuri sau in orice alta forma fara acordul scris al referat.ro. Va rugam sa consultati Termenii si conditiile de utilizare a site-ului. Informati-va despre Politica de confidentialitate. Daca aveti intrebari sau sugestii care pot ajuta la dezvoltarea site-ului va rugam sa ne scrieti la adresa webmaster@referat.ro.
Confidentialitatea ta este importanta pentru noi

Referat.ro utilizeaza fisiere de tip cookie pentru a personaliza si imbunatati experienta ta pe Website-ul nostru. Te informam ca ne-am actualizat politica de confidentialitate pentru a integra cele mai recente modificari privind protectia persoanelor fizice in ceea ce priveste prelucrarea datelor cu caracter personal. Inainte de a continua navigarea pe Website-ul nostru te rugam sa aloci timpul necesar pentru a citi si intelege continutul Politicii de Cookie. Prin continuarea navigarii pe Website-ul nostru confirmi acceptarea utilizarii fisierelor de tip cookie conform Politicii de Cookie. Nu uita totusi ca poti modifica in orice moment setarile acestor fisiere cookie urmarind instructiunile din Politica de Cookie.


Am inteles