تطبيقات على التحليل الكهربائي

 

انتاج الالومنيوم 

يستخلص الالومنيوم من خام البوكسيت 

عن طريق التحليل الكهربائي 
خام البوكسيت هو احد 

اشكال اكسيد الالومنيوم غير النقي
وهو خام ذو لون بني محمر بسبب

 وجود إحدى الشوائب وهو أكسيد الحديد.

رابط تحميل الفيديو

خطوات استخلاص الالومنيوم

اولاً:- يعالج البوكسيت بهيدروكسيد الصوديوم 

لاستخلاص أكسيد الألومنيوم حيث يذيب

 هيدروكسيد الصوديوم أكسيد الألومنيوم 

ويفصله عن الشوائب غير الذائبة مثل أكسيد الحديد (III)  

   الموجود في البوكسيت ثم يعاد بلورة أكسيد الألومنيوم الذائب كمركب نقي.
ثانياً: يتم شحن أكسيد الألومنيوم المنقى إلى مصنع التحليل الكهربائي ،

 وتتم إذابته في الكريولايت (فلوريد الألومنيوم والصوديوم) 

حيث تكون أيونات الألومنيوم وأيونات الأكسيد حرة الحركة.

(أهمية إضافة الكريولايت تخفيض درجة انصهار أكسيد الألومنيوم

 من2030C إلى 900C - 1000C مما يوفر تكاليف الطاقة المستخدمة
ثالثاً : يوضع المخلوط المصهور المكون من أكسيد الألومنيوم و الكريولايت في خلية إلكتروليتية ، 

وهي عبارة عن خزان كبير مجهز بانودات ( مصاعد) من الجرافيت

 كما ان هذا الخزان مبطن بالجرافيت الذي يسلك ككاثود.
- عندما يجرى التحليل الكهربائي للمخلوط ينتج غاز الأكسجين عند الآنود ،

 وينتج مصهور الألومنيوم عند الكاثود.

تلخيص التحليل الكهربائي لأكسيد الالومنيوم

أكسجين  +  الومنيوم ------- أكسيد الالومنيوم
عند الكاثود : تنجذب ايونات الالومنيوم 3+Al  نحو

 الكاثود حيث تنزع شحنتها لتكوين الالومنيوم
عند الانود : تنجذب ايونات الاكسيد 2-O  نحو

 الانود حيث يتم نزع شحنتها لتكوين غاز الاكسجين.
- يتم جمع الألومنيوم على هيئة مصهور في

 قاع الخلية ثم يصرف الى الخارج عبر صنبور..
صناعة الكلور القلوي
تعتمد على التحليل الكهربائي لمحلول

 كلوريد الصوديوم المائي المركز(المحلول الملحي أو الماء المالح)
هيدروكسيد الصوديوم + هيدروجين + كلور-------- ماء + كلوريد الصوديوم

فوائد الكلور والهيدروجين وهيدروكسيد الصوديوم

يستخدم الكلور لقتل البكتيريا في مياة الشرب ومياة الاستخدام المنزلي ، 

ولصنع المواد المبيضة و حمض الهيدروكوريك والبلاستيك ( البولي كلوريد الفينيل )
يستخدم الهيدروجين كوقود في الصواريخ و بعض انواع محركات المركبات ،

 وفي تفاعلات هدرجة المواد الدهنية لصنع السمن.
يستخدم هيدروكسيد الصوديوم في صناعة الصابون 

والمنظفات والنسيج والورق.

ينتج التحليل الكهربائي للمحلول الملحي

محلول هيدروكسيد الصوديوم الناتج يتميز بــــــ
ذا نقاوة عالية وتركيز متوسط لذلك يكون أكثر امانا للبيئة
الخلية الإلكتروليتية
- ذات تكلفة صيانة منخفضة
- أقل استهلاكاً للكهرباء
- تستخدم الخلية الإلكتروليتية أنوداً من التيتانيوم ، وكاثوداً من النيكل.
- اختيار التيتانيوم للآنود
لأن الكلور لا يتفاعل معه
Na+- يفصل بين الآنود والكاثود غشاء انتقائي يسمح فقط لأيونات
وجزيئات الماء بالتدفق عبره وبالتالي المواد الناتجة تبقى منفصلة ولا تتفاعل معاً
- تتجمع أيوناتNa+  و OH-
حول الكاثود وتتم إزالة محلول هيدروكسيد الصوديوم وتنقيته

الطلاء الكهربائي

تقنية تستخدم في طلاء (تغطية) فلز بفلز 

آخر اقل منه نشاطاً اثناء التحليل الكهربائي
الفلزات المستخدمة في الطلاء
النحاس – الكروم – الفضة –القصدير
الخلية الإلكتروليتية المستخدمة في الطلاء الكهربائي
الكاثود : هو الجسم المراد طلاؤه.
الآنود : الفلز الذي يستخدم في الطلاء
الإلكتروليت : يحتوي على كاتيون فلز مادة الآنود.

لكي تتم عملية الطلاء يجب ان يكون

الجسم الذي نريد طلاءه (المفتاح) هو الكاثود.
الانود في شكل لوح من المادة المراد بها الطلاء ( النحاس )
الالكتروليت محلولا لأحد أملاح المادة المراد الطلاء بها ؛

 إذا كانت النحاس يكون المحلول كبريتات النحاس (II).

أهمية الطلاء الكهربائي

1- توفر لمسة جمالية للفلز الذي تم طلائه.
2- توفر طبقة حماية للفلز الذي يقع تحتها.
مثال : طلاء علب الفولاذ بالقصدير لمنعها من الصدأ.
- طلاء ممتص الصدمات ( المصدات) في السيارات 

وغلايات الماء و صنابير مياه الحمامات بالكروم 

الذي لا يتأكل ويقاوم الخدش والتلف لقوته 

ويمكن تلميعه لتجميل شكله الخارجي.