Физико–химические основы электрохимической обработки

В основе электрохимической обработки (ЭХО) лежат окислительно–восстановительные процессы, протекающие на электродах при пропускании через электролит электрического тока. В своей совокупности эти процессы называют электролизом.

Рассмотрим в качестве примера процессы проходящие при электролизе. При опускании электродов в электролит и подаче тока на аноде идет процесс отдачи электронов - это окисление. На катоде идет присоединение электронов – это восстановление. Положительные ионы в растворе идут к катоду и называются катионами. Отрицательные ионы в растворе идут к аноду и называются анионами. Вот это самая простая система.

Электролитами при ЭХО являются водные растворы: солей (NaCl, NaNО₃, Na₂SO₄, KСl и др.); кислот (HCl, H₂SO₄, HNO₃ и др.); щелочей (NaOH, KOH, NH₄OH и др.). Все процессы, которые идут в системе, взаимосвязаны. Мы давайте с вами рассмотрим сейчас процессы идущие в системе независимо друг от друга.

Процессы идущие в электролите.

1) Идет диссоциация раствора. Например

NaCl®Na⁺ + Cl^-

Без приложения напряжения идет диссоциация на положительные и отрицательные ионы. Затем они соединяются. И все это находится в равновесном состоянии. Как только подали напряжение на электроды, то положительные ионы начинают двигаться к катоду, а отрицательные к аноду. В электролите начинает течь ток.

2) В растворе, хоть в небольшом количестве, но идет диссоциация молекул воды.

H₂O ® H⁺ + OH^-

Если нет напряжения на электродах, то все это опять находится в равновесном состоянии. Стоит подать напряжение, как положительные ионы начинают двигаться к катоду, а отрицательные к аноду.

3) Катионы металла в электролите могут соединяться гидроксильной группой образовывая соли и выпадать в осадок других металлов. Например,

Meⁿ⁺ + nOH^_ = Me(OH)_n

А эти соединения будут либо растворены в электролите, либо выпадут в виде осадка в растворе.

Какие конкретные процессы идут в электролите зависит от условий (состава электролита, материала электродов, потенциала, температуры электролита, концентрации и т. д.).