بخشی از پاورپوینت
اسلاید 2 :
الکترولیز یا برقکافت
اسلاید 3 :
الکترولیز چیست؟
الکترولیز فرآیندی است که انرژی الکتریکی را به انرژی شیمیایی تبدیل می کند. در واقع به تجزیه مواد به وسیله الکتریسیته، الکترولیز می گویند. برقکافت یا الکترولیز در شیمی و صنعت، شیوه جداسازی عنصرها و ترکیبهایی است که با پیوند شیمیایی با هم پیوند دارند. این جداسازی با گذراندن یک جریان الکتریکی از میان این مواد صورت میگیرد. الکترولیز فقط در مایعات انجام می شود که به آن الکترولیت می گویند.
اسلاید 4 :
الکترولیت چیست؟
ماده حل شده یک محلول آبی که رسانایی الکتریکی آن بیش از آب خالص است، الکترولیت نامیده میشود. یک الکترولیت بهطور کامل یا بهطور جزئی در آب یونیده میشود. به عبارت دیگر الکترولیت ها مایعاتی (مواد مذاب یا محلول) هستند که در اثر عبور جریان الکتریسیته تجزیه می شوند.
اسلاید 5 :
رسانش الکترولیتی
رسانایی الکترولیتی هنگامی صورت میگیرد که یونهای الکترولیت بتوانند آزادانه حرکت کنند، چون در این مورد ، یونها هستند که بار الکتریکی را حمل میکنند. به همین دلیل است که رسانش الکترولیتی ، اساسا توسط نمکهای مذاب و محلولهای آبی الکترولیتها صورت میگیرد. علاوه بر این ، برای تداوم جریان در یک رسانای الکترولیتی ، لازم است که حرکت یونها با تغییر شیمیایی همراه باشد.
اسلاید 6 :
رسانش الکترولیتی
در رسانش الکترولیتی ، بار الکتریکی بوسیله کاتیونها که به طرف کاتد و بوسیله آنیونها که در جهت عکس ، به طرف آند حرکت میکنند، حمل میشود. برای آنکه یک مدار کامل تشکیل شود، حرکت یونها باید با واکنشهای الکترودی همراه باشد. در کاتد ، اجزای شیمیایی معینی ( که لازم نیست حتما حامل بار باشند ) باید الکترونها را بپذیرند و کاهیده شوند و در آند ، الکترونها باید از اجزای شیمیایی معینی جدا شده ، در نتیجه آن اجزا اکسید شوند.
اسلاید 7 :
رسانش الکترولیتی
واکنش های شیمیایی درزندگی روزانه ما بسیار ضروری می باشند. خیلی از فرآیندهای صنعتی مانند تولید مواد مختلف با واکنش های اکسایش- کاهشی در ارتباط هستند. این دسته از واکنش ها که نقش بسیار مهمی درمحدوده واکنش های شیمیایی در یک مسیر معین ایفا می کنند، همواره با نقل و انتقال الکترون در ارتباط می باشند. واکنشی که در آن الکترون دریافت می شود و ماده مورد نظر( عامل اکسنده ) کاهیده می شود واکنش کاهشی نام دارد.
همین طور واکنشی که درآن الکترون از دست داده می شود تا واکنش دهنده ( عامل کاهنده ) اکسید گردد و محصول مورد نظر تولید شود واکنش اکسایشی نام دارد.
اسلاید 8 :
رسانش الکترولیتی
اسلاید 9 :
کاتیون
می دانیم که یون های فلزی مثبت هستند و بار منفی را به سمت خود جذب می کنند و همیشه توسط الکترود منفی کاتد جذب می شوند. به همین دلیل به این یون ها، کاتیون می گویند.
اسلاید 10 :
آنیون
یون های منفی که جذب الکترود مثبت آند می شوند، آنیون نامیده می شوند.
اسلاید 11 :
خالص سازی مس
سیم هاي فلزي از جنس مس هستند.
مس یک رسانای عالي براي جریان برق است. براي این منظور مس باید بسیار خالص باشد.
مس استخراج شده از سنگ معدن به حدي خالص نیست که بتوان از آن در ساخت سیم هاي الکتریکي استفاده کرد. این مس را مي توان به وسیله الکترولیز خالص تر کرد.
فلز مس
بسيار خالص
محلول حاوي
يو نهاي مس
لجن آندي
حاوي فلزات
با ارزش
آند مسي ناخالص
(كوچكترميشود)
اسلاید 12 :
خالص سازی مس
در صنعت از الكترودهاي مسي نازك و خالص استفاده می شود.آند از مس ناخالص ساخته مي شود.
•به نظر شما در هر الكترود چه واكنشي انجام مي شود؟
در طول الكتروليز كاتد به آرامي بزرگتر و آندكوچكتر مي شود.
ناخالص يهاي موجود در آند فرو مي ريزند. لجن توليد شده در پا يين آند حاوي فلزهای با ارزشي مانند طلا و نقره مي باشند.
محلول حاوي
يو نهاي مس
فلز مس
بسيار خالص
لجن آندي
حاوي فلزات
با ارزش
آند مسي ناخالص
(كوچكترميشود)
اسلاید 13 :
استخراج مس
فلز مس با کيفيتی كه در سيم هاي انتقال برق استفاده مي شود را مي توان با ذوب کردن و يا استفاده ي مجدد از آن، بازيافت كرد. براي زدودن ناخالص يهاي كم موجود در فلز مس مي توان آن را به عنوان آند قرار داده و الكتروليز كرد.
بسياري از وسايل مسي كهنه، آلياژي از چندين فلز مي باشند. بازيافت اين آلياژها کار آسانی نيست. اين آلياژها ابتدا بايد به اجزاي سازنده شان تجزيه شده و سپس درصد فلزهای موجود در آنها انداز هگيري شود. حتی در برخي از موارد فقط آلياژ را ذوب کرده و قال بگيري مي کنند و دوباره مورد استفاده قرار مي دهند.
برخی از وسايل و ابزارهای مسی مستهلک شده،قابل تبديل به مس خالص هستند.
اسلاید 14 :
بازیافت مس
اگر درصد مس در آلياژ كم باشد، نمي توان از آن به عنوان آند در جهت خالص سازي استفاده كرد. در اين حالت الكتروليز انجام نمي شود. در چنين شرايطی مي توان با تنظيم درصد فلزها، آلياژمفيد ديگری تهيه کرد. همچنين مي توان مقداري مس خالص را به مس ناخالص افزود و آنها را به وسيله ي ذوب كردن با يکديگر مخلوط کرد تا درصد مس افزايش يابد. البته چنين روشی هزينه ي بازيافت مس را افزايش مي دهد.
برخی از وسايل و ابزارهای مسی مستهلک شده،قابل تبديل به مس خالص هستند.
اسلاید 15 :
ذوب کردن سنگ معدن مس
مقداری از سنگ های معدنی مس را مي توان با حرارت دادن به مس تبديل کرد. سنگ معدن مالاشيت داراي مس كربنات است.
در حال حاضر بخش زيادی از مس را به وسيله ي ذوب کردن سنگ معدن آن تهيه مي کنند.
اسلاید 16 :
در برخی از مناطق سنگ هايی وجود دارند که مقدار مس موجود در آنها بسيار ناچيز است و استخراج مس از آنها با استفاده از ذوب کردن سنگ معدن، ارزش اقتصادی ندارد. خوشبختانه باكتري هايي وجود دارند كه مي توانند از تركیب هاي آهن و مس موجود در سنگ های معدنی گفته شده تغذيه كنند.
جدا سازي از سنگ معدن با استفاده از باكتر يها )پالايش زيستي(
اسلاید 17 :
جدا سازي از سنگ معدن با استفاده از باكتري ها )پالايش زيستي(
با ترکیبی از فرآيندهاي زيستي و شيميايي، يون هاي مس موجود در سنگ در سولفوریك اسيد حل مي شوند. سپس محلول حاوي يو نهای مس از ساير اجزای سنگ معدن جدا مي شود.
مي توان محلول را جمع آوری کرده و فلز مس را از آن استخراج کرد (با روش جاب هجايي و يا الكتروليز). به اين ترتيب در حال حاضر مي توانيم مس را از منابع جديدی استخراج کنيم که استفاده از آنها تا پيش از اين مناسب به نظر نمي رسيد. در حال حاضر حدود 20 درصد از مس به روش پالايش زيستی (به وسيله باكتري ها) توليد مي شود.
من عاشق اين سنگ خوش مزهّ ام!
اسلاید 18 :
مزيت هاي روش پالايش زيستي
• هزينه ي پالايش زيستي پايين است. اين روش نيازي به معادن روباز بزرگ نداشته و محيط زيست را نيز تهديد نمي کنند.
• همانطور که گفته شد باكتري ها مي توانند مقادير بسيار كم مس را از سنگ معدن و يا زباله ها
جدا كنند. آنها مقدار كمي انرژي مصرف مي کنند و (گاز گوگرد يا اكسيد ) SO2 كه در فرآيند
ذوب کردن سنگ هاي سولفيدی (دارای گوگرد)توليد مي شود را آزاد نمي کنند.
• اين روش براي سنگ هايي كه در روش ذوب کردن باعث آلودگي هوا مي شوند، مناسب است.
به عنوان مثال سنگ معدن مس كه داراي تركیب هاي سمی آرسنیكي است، يکی از اين موارد
مي باشد.
اسلاید 19 :
معايب روش پالايش زيستي
• پالايش زيستي براي جدا سازي فلزهای با ارزشی مانند طلا و نقره كاربرد ندارد. در نتيجه اين روش سود حاصل از تصفيه ي مس را كاهش مي دهد.
• گاهی اوقات اسيد استفاده شده در اين روش گران قیمت است. گاهی نيز خودِ باكتر ي ها مقدار زيادي اسيد توليد مي كنند كه خنثی کردن آن نياز به هزينه ی زيادي دارد.
• اين روش وقت گير بوده و ممکن است استخراج %50 مس از سنگ سالها به طول بيانجامد. به همين دليل مطالعه و تحقيق براي افزايش سرعت فعاليت باكتر يها در حال انجام است. با اين وجود با كاهش منابع غنی از مس، ارزش پالايش زيستي توسط باكتري ها روز به روز افزايش مي يابد.
