電解セルは、エネルギー又は電流が非自発的酸化還元反応を行うために使用される媒体です。アノードとカソードの2つの電極で構成されています。
このサイトでは一部の元素または化合物が電子を失うため、陽極（+）で酸化が起こります。陰極（-）内では、還元。これは、一部の元素または化合物が電子を獲得するためです。
出典：RodEz2、Wikimedia Commons
電解槽では、以前にイオン化された一部の物質の分解が、電解と呼ばれるプロセスを通じて発生します。
電流の印加により、電解槽内のイオンの動きに方向が生じます。正に帯電したイオン（カチオン）は、帯電カソード（-）に向かって移動します。
一方、負に帯電したイオン（アニオン）は、帯電したアノード（+）に向かって移動します。この電荷移動は電流を構成します（上の画像）。この場合、電流は、電解槽の容器内に存在する電解質の溶液によって伝導されます。
ファラデーの電気分解の法則によれば、各電極で酸化または還元を受ける物質の量は、セルまたはセルを通過する電気の量に正比例します。
部品
電解槽は、電荷によって引き起こされる反応を受ける材料が堆積する容器で構成されています。
容器には、直流電池に接続された一対の電極があります。通常使用される電極は不活性材料で作られています、すなわち、それらは反応に参加しません。
電池と直列に電流計を接続して、電解液を流れる電流の強さを測定できます。また、一対の電極間の電圧差を測定するために電圧計が並列に配置されています。
電解槽はどのように機能しますか？
溶融塩化ナトリウムの電気分解
溶融塩化ナトリウムは固体塩化ナトリウムよりも電気を伝導しないため、後者が好ましい。イオンは結晶内で振動しますが、自由に動くことはできません。
カソード反応
バッテリー端子には、不活性材料であるグラファイト製の電極が接続されています。電極は電池のプラス端子に接続され、アノード（+）を構成します。
一方、もう一方の電極は、バッテリーの負極端子に接続され、カソード（-）を構成します。バッテリーから電流が流れると、次のようになります。
陰極（-）では、Na +イオンの還元があり、電子を得ると金属Naに変換されます。
Na + + e - => Na（l）
銀白色の金属ナトリウムは、溶融塩化ナトリウムの上に浮いています。
アノード反応
逆に、陽極（+）のClの酸化に-イオンが発生し、それが電子を失うので、塩素ガス（Clでに変換される2）のガスのアノードに出現によって明らかにされているプロセス淡い緑色。アノードで発生する反応の概要は次のとおりです。
2CL - =>のCl 2（G）+ 2 E -
NaClからの金属NaおよびCl 2ガスの生成は自然発生的なプロセスではなく、800℃を超える温度で発生する必要があります。電流は、電解槽の電極で発生する指示された変換のためのエネルギーを供給します。
電子は、還元プロセスでは陰極（-）で消費され、酸化中に陽極（+）で生成されます。したがって、電子は電解槽の外部回路を通ってアノードからカソードに流れる。
直流バッテリーは、電子が非自発的にアノード（+）からカソード（-）に流れるためのエネルギーを供給します。
ダウンセル
ダウンセルは、金属ナトリウムと塩素ガスの工業生産に使用されている電解槽を改造したものです。
ダウンの電解槽には、金属ナトリウムと塩素ガスを別々に収集できる装置があります。金属ナトリウムを製造するこの方法は、まだ非常に実用的です。
電気分解によって放出されると、液体金属ナトリウムは排出され、冷却され、ブロックに切断されます。その後、ナトリウムは水または大気中の酸素と接触して爆発的に反応する可能性があるため、不活性媒体に保存されます。
塩素ガスは、主に金属ナトリウムの生産よりも安価なプロセスで塩化ナトリウムを電気分解することにより、産業で生産されます。
用途
工業合成
-業界では、電解槽はさまざまな非鉄金属の電気精錬および電気めっきに使用されています。ほとんどすべての高純度アルミニウム、銅、亜鉛、鉛は、電解槽で工業的に生産されています。
-水素は水の電気分解によって生成されます。この化学的手順は、重水（D 2 O）の取得にも使用されます。
-Na、K、Mgなどの金属は、溶融電解質の電気分解によって得られます。また、フッ化物や塩化物のような非金属は電気分解によって得られます。さらに、NaOH、KOH、Na 2 CO 3およびKMnO 4などの化合物も同じ手順で合成されます。
金属のコーティングと精製
-劣った金属をより高品質の金属でコーティングするプロセスは、電気めっきとして知られています。これの目的は、下部金属の腐食を防ぎ、魅力を高めることです。電解槽は、この目的のために電気めっきで使用されます。
-不純な金属は電気分解によって精製することができます。銅の場合、非常に薄い金属シートがカソードに配置され、不純な銅の大きなロッドがアノードで精製されます。
-ベニヤの使用は社会では一般的です。ジュエリーや食器は通常シルバーです。金は、ジュエリーや電気接点に電着されます。多くのオブジェクトは、装飾目的で銅で覆われています。
・クロームスチールフェンダー等のパーツを装着。車のバンパーのクロムめっきは、0.0002mmの厚さの光沢のある表面を生成するために、クロム電着のわずか3秒かかります。
-金属の急速電着は、黒くて粗い表面を生成します。電着が遅いと表面が滑らかになります。「ブリキ缶」は、電気分解によりスズをコーティングしたスチール製です。時々、これらの缶はほんの一瞬でクロムメッキされ、クロム層の厚さが非常に薄くなります。
参考文献
- ウィッテン、デイビス、ペック、スタンリー。化学。（第8版）。CENGAGEラーニング。
- eMedical Prep。（2018）。電気分解のアプリケーション。回収元：emedicalprep.com
- ウィキペディア。（2018）。電解セル。から回復：en.wikipedia.org
- Shapley P.（2012）教授。電気および電解セル。回収元：butane.chem.uiuc.edu
- Bodner Research Web。（sf）。電解セル。回収元：chemed.chem.purdue.edu