ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электрохимические свойства никеля из "Электролиз в гидрометаллургии" Вопросу установления величины стандартного потенциала никеля посвящено много исследований В статическом состоянии, в зависимости от концентрации ионов водорода в растворе, потенциал колеблется от —0,64 до +0,26 в. Неустойчивость потенциала никеля вызвана чрезвычайно низкими величинами силы тока обмена на границе раздела металл — раствор N1504 она равна в зависимости от условий 1-10 —1 10 а/см . С другой стороны, столь высокое разнообразие потенциалов объясняется высокой поверхностной активностью никеля, его способностью сорбировать атомы кислорода, образовывать мо-номолекулярные слои как кислорода, так и молекул окислов. Чрезвычайно сильно влияет на равновесный потенциал никеля и на его электрохимические свойства водород, растворенный металлом в процессе совместного разряда ионов никеля и водорода (см. гл. I, 3). [c.293] Как показали исследования при совместном разряде ионов никеля и водорода на катоде образуется твердый раствор водорода в никеле, что сопровождается незначительным увеличением параметров кристаллической решетки металла (гл. I, 4), причем свойства твердого раствора заметно отличаются от свойств чистого никеля, не содержащего водорода или насыщенного им путем электролитического выделения водорода на никелевом катоде. [c.293] В электролитическом никеле обычно содержится от 200 до 300 см водорода на 100 г металла. При нагревании твердый раствор водорода в электролитическом никеле распадается с выделением молекулярного Нг. Зависимость скорости распада твердого раствора от температуры подобна кривой потери водорода электролитическим железом (см. рис. 20). Максимальная скорость выделения водорода отвечает температуре 1100—1200° Твердый раствор водорода в никеле, полученный путем насыще ния никеля (отожженного предварительно в вакууме), электро литически выделяемым водородом, менее стабилен и распадает ся при 700—800°. В процессе осаждения электролитического ни келя водород в нем распределяется неравномерно по толщине это вызывает появление в осажденном металле внутренних на тяжений, деформирующих катод. [c.293] При pH 2 начинают проявляться в том или ином соотношении реакции I и II, вернее только реакция I. [c.295] Потенциалы электролитического никеля, отожженного в вакууме и электролитически насыщенного водородом, отражают компромиссный потенциал, определяемый наличием на электроде реакций I—IV, то же можно сказать и про никель, отожженный при 450 и 650°. Чем выше температура отжига (глубже распад твердого раствора), тем активнее никель, что выражается большей долей участия реакций I и II. [c.295] Потенциал реакции восстановления кислорода, как выше упоминалось, зависит от pH раствора (см. рис. 4). [c.295] Между потенциалами ф и ф при pH, лежащих между О и 14, вероятнее всего, сосуществуют в различных количественных соотношениях реакции V, VI и VIII. [c.295] При опускании пластинки электролитического никеля в 1-н. раствор NISO4, находящийся в воздушной среде, при t = 25° вначале возникает потенциал -1-0,01—0,02 в (рис. 133). Этот потенциал удерживается в интервале до 0,05 в в течение примерно 20—25 час., после чего следует довольно быстрый подъем до -t-0,18—0,2 в, это значение удерживается в течение 600—700 час., затем следует новый подъем потенциала дО +0,28 в, который остается стабильным. [c.295] При опускании в 1-,н. раствор NISO4, находящегося в воздушной среде при 25° С, пластинки электролитического никеля, отожженного в вакууме при 1200°, процесс стабилизации потенциала совершается в более короткий срок порядка 20—30 час. (рис. 134). [c.295] Изменения потенциала на электролитическом и отожженном-никеле связаны с явлениями, происходящими на поверхности никелевого электрода. [c.296] Величина компромиссного потенциала, отвечающая данной реакции, очевидно, будет близка к -1-0,2 в. Протеканию реакции, по всей вероятности, отвечает вторая площадка на кривой изменения потенциала (см. рис. 133). По мере накопления на поверхности никелевого электрода адсорбированного слоя Ы1(0Н)г скорость образования ионов никеля резко замедляется, что и приводит к новому заметному смещению электродного потенциала в электроположительную сторону на 0,1 в, что отчетливо видно на рис. 133. [c.297] Из данных рис. 134 видно, что наблюдаемые компромиссные потенциалы зависят от pH раствора. Это находится в соответствии с изменением потенциала восстановления кислорода, растворенного в воде, в зависимости от изменения pH раствора. [c.298] Очень интересна зависимость потенциала, устанавливающегося на электролитическом никеле, от pH раствора. [c.298] При pH раствора от 6 до 2,41 устанавливался потенциал около 0,2 в. Как только никель приходил в соприкосновение с раствором, имеющим pH = 2,31 и ниже, значение устанавливающегося потенциала падало до -Ь0,02 в. Изменение потенциала икеля, происходящее при pH = 2,31, вызвано тем, что пленка кислородных соединений, образующаяся при высоких значениях pH, нарушается при переходе к значениям pH ниже 2,31. Что говорит за то, что пленка, образующаяся на никеле и вызывающая его пассивность, состоит не только из атомов адсорбированного кислорода, но и из химических соединений — окислов и гидроокисей никеля. При измерении потенциалов амальгам никеля губчатого никеля в растворах, изолированных от кислорода воздуха, были получены значения обратимого нормального потенциала —0,25 в при 20° С. Этот потенциал электроотрицательнее потенциалов многих тяжелых металлов и электроположительнее железа, кадмия, цинка, марганца и др. (см. табл. 4 и рис. 4). [c.298] Данные, характеризующие анодное растворение электролитического никеля в растворах, содержащих СГ, даны на рис. 138. При концентрации СГ 0,05—1-н. пассивность не возникает при значительных силах тока. Ионы хлора, избирательно адсорбируясь на аноде, препятствуют адсорбции атомов кислорода или ионов гидроксила. Этим самым устраняется пассивность никеля. [c.299] Депассивирующее действие углерода в никеле объясняется тем, что в его присутствии нарушается сплошность пассивирующих пленок на поверхности, кроме того, более высокое содержание углерода в никелевых анодах ведет к повышению шламо-образования, что увеличивает анодную поляризацию. [c.302] Федотьев указывает на то, что кислород, присутствующий в никеле в виде закиси никеля, делает никелевый анод более активным. [c.302] Вернуться к основной статье