Faraday, Nernst ve Bakır Elektrolizi Ders Notları

Faraday Kanunları:
Devreden geçen akım ile oluşan veya kaybolan madde miktarı doğru orantılıdır.
Nernst
Derişimi 1 molaldan farklı olan çözeltiler için potansiyel hesaplama
Bakır için istenen katot reaksiyonu
Bakır için istenen anot reaksiyonu
böylece anotta hem oksijen hem de asit üretilir ve elektroliz bakır iyonlarının hidrojen
iyonlarıyla yer değiştirmesiyle sonuçlanır.
Bakır katotlarda tipik olarak kurşun izleri bulunmasına rağmen, anotlar inert olması
amaçlanan bir kurşun alaşımından yapılmıştır.
Anotlar ve katotlar 1-2 m2'dir ve gösterildiği gibi iç içe yerleştirilmiştir. Her hücre
bitişik hücrelerle seri haldedir ve bir hücrenin katotları bir sonraki hücrenin anotlarına
bağlıdır. Katotlar hücreye "başlangıç tabakaları" olarak yerleştirilir. Bu tabakalar 1 cm
kalınlığa ulaşıncaya kadar büyür, daha sonra bir vinç ile toplanır ve yeni başlangıç
tabakaları ile değiştirilir. Başlangıç tabakaları, bakırın soyulabileceği paslanmaz çelik
katotlar üzerine biriktirilmesiyle ayrı hücrelerde yapılır.
Bakır elektroliz işleminin en büyük zorluklarından biri elektrotlardaki düşük akım
yoğunluklarıdır. Bu düşük yoğunluk ve Faraday yasası, muazzam elektrot yüzey
alanlarına, çok sayıda hücreye ve büyük yapılara (''tankhouse'') ihtiyaç duyulmasına
ve sonuç olarak büyük sermaye maliyetlerine neden olur. Sonuç olarak elektroliz
aşaması birçok bakır tesisinde en yoğun sermaye gerektiren aşamadır.
İkinci bir zorluk, hücrelerin mekanik olarak toplanması ve başlangıç tabakalarının
(veya katot boşluklarının) yerleştirilmesidir ve bu da sermaye ve işletme maliyetlerine
önemli ölçüde katkıda bulunur.
Üçüncü bir zorluk ise, gaz kabarcıklarının patlamasıyla ortaya çıkan elektrolit
damlacıklarının hücrelerin üzerinde oluşturduğu "asit sisi "dir. Bu çalışanlar için
zararlıdır ve havalandırma için önemli harcamalara neden olur. Son olarak, düzensiz
katot birikintileri hücreleri kısa devre yaptıracak kadar büyüyebilir ve bunu önlemek
için hücrelere bakım yapmak önemli miktarda işgücü gerektirir.