صف كيف تتم تنقية النحاس المستخرج من مصهور خامه بالتحليل الكهربائي~؟
إجابة الطالب المختصرة من خلال موقع بوابة الإجابات هي
يتضمن ناتج تحليل مصهور النحاس ذرات النحاس Cu التي تتأكسد إلى أيونات + Cu ، ثُمَّ تُحْتَزَلَ إلى ذرات Cu نقية، حيث تترسب الشوائب بعيدًا.
تتم تنقية النحاس المستخرج من مصهور الخام بالتحليل الكهربائي في عملية تسمى **التحليل الكهربائي لتكرير النحاس (Electrolytic Refining of Copper)**. هذه العملية ضرورية للحصول على نحاس عالي النقاء (عادةً 99.99%) لاستخدامه في التطبيقات الكهربائية والإلكترونية. إليك شرح مفصل للعملية:
**1. تجهيز خلية التحليل الكهربائي:**
* **الأنود (القطب الموجب):** عبارة عن لوح سميك من النحاس الخام (غير النقي) المستخرج من مصهور الخام. يحتوي هذا النحاس على شوائب مثل الحديد والزنك والذهب والفضة وغيرها من المعادن.
* **الكاثود (القطب السالب):** عبارة عن لوح رقيق من النحاس النقي جدًا.
* **الإلكتروليت (المحلول الكهربائي):** عبارة عن محلول مائي من كبريتات النحاس (CuSO₄) وحمض الكبريتيك (H₂SO₄). حمض الكبريتيك يساعد على زيادة توصيل المحلول للكهرباء.
**2. عملية التحليل الكهربائي:**
* عند مرور تيار كهربائي مباشر (DC) عبر الخلية، تحدث التفاعلات التالية:
* **عند الأنود (الأكسدة):** يذوب النحاس من الأنود في المحلول كأيونات نحاس (Cu²⁺).
```
Cu(s) → Cu²⁺(aq) + 2e⁻
```
* **عند الكاثود (الاختزال):** تنجذب أيونات النحاس (Cu²⁺) الموجودة في المحلول إلى الكاثود وتكتسب إلكترونات لتترسب على شكل نحاس نقي.
```
Cu²⁺(aq) + 2e⁻ → Cu(s)
```
**3. سلوك الشوائب:**
* **الشوائب النشطة (مثل الحديد والزنك):** تتأكسد أيضًا في الأنود وتذوب في المحلول كأيونات (Fe²⁺، Zn²⁺). ومع ذلك، تركيزها في المحلول يبقى منخفضًا نسبيًا، ولا تترسب على الكاثود لأن جهد الاختزال المطلوب لترسيبها أعلى من جهد اختزال النحاس.
* **الشوائب الخاملة (مثل الذهب والفضة):** لا تتأكسد بسهولة ولا تذوب في المحلول. بدلاً من ذلك، تتساقط من الأنود لتتجمع في قاع الخلية على شكل "طين الأنود" (Anode Sludge). هذا الطين يعتبر ذا قيمة لأنه يحتوي على معادن ثمينة يمكن استخلاصها.
**4. النتائج:**
* **النحاس النقي:** يترسب النحاس النقي على الكاثود، مما يزيد من سمكه بمرور الوقت.
* **طين الأنود:** يحتوي على معادن ثمينة مثل الذهب والفضة والبلاتين، والتي يتم استخلاصها لاحقًا.
* **المحلول الإلكتروليتي:** يتراكم فيه أيونات الحديد والزنك وغيرها من الشوائب التي ذابت من الأنود. يتم التحكم في تركيز هذه الشوائب للحفاظ على كفاءة عملية التكرير.
**ملخص العملية:**
تعتمد عملية التحليل الكهربائي لتكرير النحاس على مبدأ أن النحاس النقي يترسب بشكل انتقائي على الكاثود، بينما تذوب الشوائب في المحلول أو تتساقط كطين الأنود. هذه العملية تسمح بإنتاج نحاس عالي النقاء ضروري لتطبيقات متعددة.
**أهمية العملية:**
* **إنتاج نحاس عالي النقاء:** ضروري للتوصيل الكهربائي الجيد في الأسلاك والأجهزة الإلكترونية.
* **استعادة المعادن الثمينة:** استخلاص الذهب والفضة والمعادن الأخرى من طين الأنود يجعل العملية اقتصادية ومستدامة.
* **الاستدامة:** تتيح إعادة تدوير النحاس المستخرج من مصادر مختلفة، مما يقلل الاعتماد على استخراج النحاس من الخامات الجديدة.
اذا كان لديك إجابة افضل او هناك خطأ في الإجابة علي سؤال صف كيف تتم تنقية النحاس المستخرج من مصهور خامه بالتحليل الكهربائي~ اترك تعليق فورآ.
