Застосування електролізу

Фізика 9 клас · § 3 · Підручник Бар'яхтяр, 2026

Що таке електроліз — коротке повторення

Електроліз

Проходження постійного струму через розчин або розплав електроліту з хімічними реакціями на електродах

Катод (−)

Відновлення: позитивні йони металу осідають на катоді

Анод (+)

Окиснення: негативні йони розряджаються, виділяються гази або розчиняється метал

Закон Фарадея

m = k · I · t, де k — електрохімічний еквівалент речовини

Де застосовують електроліз?

Отримання металів

Алюміній, мідь, магній, натрій

Рафінування

Очищення металів від домішок

Гальваностегія

Захисні та декоративні покриття

Гальванопластика

Виготовлення точних копій виробів

Хімічне виробництво

Хлор, водень, луги

Акумулятори

Заряджання; знезараження води

Отримання металів: приклад — алюміній

Чому саме електроліз?

До відкриття електролізу алюміній коштував дорожче за золото — тепер він загальнодоступний.

Електроліт

Al₂O₃ розчинений у розплаві кріоліту (Na₃AlF₆), 950 °С

Катод

Графітові стінки та дно ванни; алюміній осідає на дні

Анод

Вугільні блоки; виділяється кисень

Рафінування — очищення металів

1

Анод

Неочищений метал — поступово розчиняється

2

Електроліт

Розчин солі металу; домішки залишаються або випадають в осад

3

Катод

Тонка пластинка чистого металу — осідає надчистий метал

Так очищують мідь, алюміній, срібло та інші метали.

Гальваностегія — захист і краса металу

Принцип роботи

Гальваностегія — електролітичне нанесення тонкого шару металу на поверхню виробу. Виріб занурюють у ванну як катод; анод — пластина металу-покриття.

Мета процесу

  • Захист від корозії
  • Підвищення зносостійкості
  • Декоративний ефект

Хромування

Деталі автомобілів

Нікелювання

Ключі, інструменти

Золочення

Прикраси

Сріблення

Столові прибори

Цинкування

Сталеві листи

Гальванопластика — точні копії

Гальванопластика — отримання за допомогою електролізу точних копій рельєфних виробів. На оригінал наносять провідний шар, занурюють як катод у ванну — метал осідає точно за рельєфом форми.

Відмінність від гальваностегії

Гальваностегія — мета: покриття
Гальванопластика — мета: копія

В обох випадках виріб є катодом, але в гальванопластиці покриття знімають і отримують самостійний виріб.

Монети та медалі

Матриці для друку

Ювелірні вироби та деталі точної механіки

Виробництво хімічних речовин

Електроліз водного розчину NaCl

🟡 Хлор (Cl₂) — анод

Основа дезінфектантів, пластмас (ПВХ), розчинників

🔵 Водень (H₂) — катод

Паливо майбутнього; електроліз води — найчистіший спосіб отримання

🟢 Луг NaOH — катод

Хімічна, паперова, харчова промисловість

Акумулятори та електрохімічні джерела струму

1

Принцип заряджання

Заряджання акумулятора — це електроліз: зовнішній струм відновлює хімічний склад електродів

2

Свинцевий акумулятор

Під час заряджання PbSO₄ перетворюється назад на Pb і PbO₂

3

Літій-іонні акумулятори

Смартфони, електромобілі — засновані на електрохімічних процесах

4

Значення для цивілізації

Без електролізу неможливе існування сучасної портативної електроніки та електротранспорту

Закон Фарадея: розв'язуємо задачу

Дано

m = 784 мг
I = 1,4 А
k = 1,12 мг/Кл
U = 11 В

Знайти

t = ? (час осадження срібла)
W = ? (витрачена енергія)

Розв'язання

Крок 1. Виражаємо час:

t = m / (k · I) = 784 / (1,12 · 1,4)

t = 500 с

(8 хв 20 с)


Крок 2. Витрачена електрична енергія:

W = U · I · t = 11 · 1,4 · 500

W ≈ 7700 Дж

Джерела

  • unknown link