تنقية الزنك غير النقي بالتحليل الكهربائي
يمكن تنقيه الزنك غير النقي باستخدام التحليل الكهربائي، حيث يتم وضع القطب غير النقي كـ "أنود" في محلول كهربائي مناسب، ويتم وضع قطب من الزنك النقي كـ "كاثود". ثم يتم تطبيق تيار كهربائي على الدائرة، مما يؤدي إلى تفاعلين كهروكيميائيين:
- في الأنود: يفقد الزنك غير النقي الإلكترونات، ويتحول إلى أيونات زنك Zn2+.
- في الكاثود: تكتسب أيونات الزنك Zn2+ الإلكترونات، وتتحول إلى زنك نقي.
نتيجة لذلك، يترسب الزنك النقي على سطح الكاثود، بينما تبقى الشوائب في المحلول الكهربائي.
خطوات تنقيه الزنك غير النقي بالتحليل الكهربائي:
- تحضير القطب غير النقي. يجب أن يكون القطب غير النقي مصنوعًا من الزنك، أو من سبيكة تحتوي على الزنك كعنصر أساسي. يجب أن يكون القطب نظيفًا وخاليًا من الشوائب.
- تحضير المحلول الكهربائي. يمكن استخدام محلول مائي من كلوريد الزنك ZnCl2 كمحلول كهربائي. يجب أن يكون تركيز كلوريد الزنك في المحلول مرتفعًا بما يكفي لضمان سرعة تفاعل التحليل الكهربائي.
- تحضير دائرة التحليل الكهربائي. يجب أن تحتوي دائرة التحليل الكهربائي على مصدر طاقة، وقطب كهربائي موجب (أنود)، وقطب كهربائي سالب (كاثود).
- إجراء التحليل الكهربائي. يتم وضع القطب غير النقي كـ "أنود" في المحلول الكهربائي، ويتم وضع قطب من الزنك النقي كـ "كاثود". ثم يتم تطبيق تيار كهربائي على الدائرة.
- جمع الزنك النقي. بعد فترة زمنية معينة، يتم جمع الزنك النقي الذي ترسب على سطح الكاثود.
عوامل تؤثر على كفاءة تنقيه الزنك غير النقي بالتحليل الكهربائي:
- تركيز كلوريد الزنك في المحلول الكهربائي: كلما زاد تركيز كلوريد الزنك في المحلول، زادت سرعة تفاعل التحليل الكهربائي، وزاد نقاء الزنك الناتج.
- تيار التحليل الكهربائي: كلما زاد تيار التحليل الكهربائي، زادت كمية الزنك النقي الناتجة، ولكن قد يؤدي ذلك أيضًا إلى تكوين كمية أكبر من الشوائب.
- مدة التحليل الكهربائي: كلما زادت مدة التحليل الكهربائي، زاد نقاء الزنك الناتج.
تطبيقات تنقيه الزنك غير النقي بالتحليل الكهربائي:
يستخدم تنقيه الزنك غير النقي بالتحليل الكهربائي في العديد من التطبيقات الصناعية، مثل:
- إنتاج الزنك النقي المستخدم في صناعة البطاريات، وصناعة السبائك، وصناعة مواد البناء.
- استعادة الزنك من المخلفات الصناعية.
- إعادة تدوير الزنك.