銅の電解精製は、電気分解を使用して金属を精製するために使用されます。
この方法では、アノードは不純な銅で作られ、カソードは純銅で作られます。電解液は、酸性化された硫酸銅溶液から作られています。電気が流れると、アノードからの不純な銅が電解質に溶解し、純粋な銅がカソードに析出します.
このようにして、カソードから純銅が得られます。
精製とは?
精錬とは、不純物を取り除いて純粋な金属を得る工程です。金属から不純物を除去するためにさまざまなプロセスが使用されます。これらは、金属と不純物の性質に基づいています。
金属の精製に使用されるさまざまな方法は次のとおりです。
<オール>電解精製が最も一般的に使用されています。
銅以外に、銀や亜鉛などの金属は電気分解によって精製されます。
1847 年、ロイヒテンベルク公マクシミリアンは、最初に実験的に銅の電解精製を実証しました。
電気分解
マイケル・ファラデーによって導入された「電気分解」という用語は、電流が化学物質を通過して化学変化を誘発するプロセスを指します。
電気分解では、電解液に直流電流を流します。その結果、電極で化学反応が起こり、材料が分解されます。
電気分解の主な構成要素は次のとおりです。
<オール>自由イオンを含み、電流を運ぶ化学物質は、電解質として知られています。
回路の非金属部分と接触するために使用される導電体は、電極と呼ばれます。
電極は電解液に浸され、一定の距離を隔てています。電流は、電解質を介してそれらの間を流れます。電極も電源に接続され、電気回路が完成します。
電気分解にはイオンと原子の交換が含まれます。これは、印加された電流による電子の追加または除去の結果として発生します。
電解精製の工程
電解精製は、電解精製としても知られています。この方法では、電気分解を使用して銅などの金属を精製します。
不純な金属のストリップがアノードとして使用され、純粋な金属のストリップがカソードとして使用されます。電解液には金属塩の水溶液を使用しています。
負に帯電した電極またはカソードでは、金属カチオンが電子を獲得して還元されます。このようにして、純粋な中性金属原子としてカソードに堆積します。
電解精製では、アノードは不純な金属であり、アノードからカソードへの金属の移動中に不純物が失われます。
プロセスが完了した後、アノードで不純な金属を溶解することにより、カソードで純粋な金属が形成されます。
電解液に電流を流すと、次の反応が起こります:
陰極での反応
Mn+ + ne- → M
陽極での反応:
M → Mn+ + ne-
銅の電解精錬
不純銅またはブリスター銅は、鉱石から抽出されると約 99% 純粋です。銅金属は電解精錬で99.99%まで精錬できます。アノード（正極）は不純銅で、カソード（負極）は純銅でできています。このプロセスでは、硫酸で酸性化された硫酸銅が電解質として使用されます。電流を流すことにより、不純な金属が陽極から電解液に溶解します。この段階で、硫酸銅は Cu++ と (SO4)2- イオンに解離します。陽イオンとも呼ばれる正の銅イオンは、純粋な銅金属で構成される陰極に向かって移動します。金属陽イオンはカソードから電子を吸収し、Cu 原子としてカソード上に堆積します。したがって、純粋な銅がカソードで生成されます。
電解液に電流を流すと、次の反応が起こります:
カソード:
Cu2+ + 2e- → Cu
陽極時:
Cu → Cu2+ + 2e-
可溶性不純物は電解液に溶解しますが、不溶性不純物は陽極の底に見られます。この不溶性不純物は陽極泥として知られています。
この方法では、純銅の分離を容易にするため、陰極をグラファイトでコーティングします。
銅の電解精錬の意義
不純銅は、純銅よりも導電性が低くなります。不純物は銅の導電率を低下させます。ご存じのとおり、銅は導電性があるため、電線の製造に使用されます。銅が得られると、純度は 99% になります。電解精製後、ほぼ 99.99% の純度になります。
したがって、電解精製は非常に重要です。
結論
電解精製は、電気を使って不純な金属を精製する方法です。アノードは不純銅で、カソードは純銅で作られています。硫酸で酸性化された硫酸銅が電解質として使用されます。電流を流すことで、陽極から不純な金属が電解液に溶け出します。正の銅イオンは、純銅で構成される陰極に向かって移動します。金属陽イオンはカソードから電子を吸収し、Cu 原子としてカソード上に堆積します。したがって、純粋な銅がカソードで生成されます。
