電解精錬
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電解精錬とは電気分解を利用する金属の精錬法であり、銅の精錬で用いられる。銅の製錬ではこの過程を経て粗銅(純度99%)を純銅(純度99.99%以上)にすることができる。この精錬法は水素よりもイオン化傾向の小さな金属にしか利用できない。
銅の電解精錬では、粗銅板を陽極、純銅版を陰極として、硫酸酸性硫酸銅(II)水溶液中で行う。 粗銅には銅のほか鉄、ニッケル、亜鉛などが含まれるほか、銀などの貴金属類やケイ酸塩なども微量に含まれる。陽極ではこの粗銅から銅イオン、鉄イオン、ニッケルイオン、亜鉛イオンなどが溶け出す。これにより銀やケイ酸塩などは粗銅中から外に出て陽極の下に陽極泥として沈殿する。陰極では粗銅から溶け出した銅イオンや、もともと硫酸銅水溶液に含まれていた銅イオンが銅として析出し純銅の陰極に付着する。陽極で粗銅から溶け出したほかの金属イオンは析出せず水溶液中に溶けたままなので、陰極では純粋な銅が得られる。
陽極
- Cu → Cu2+ + 2e-
- Fe → Fe2+ + 2e-
- Ni → Ni2+ + 2e-
- Zn → Zn2+ + 2e-
陰極
- Cu2+ + 2e- → Cu
通常、これを0.3V程度の電圧で長時間行う。
