ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теоретические положения из "Справочник гальваностега" Электролиз. Растворы, в которых при прохождении постоянного электрического тока происходят химиче ские процессы, называются электролитами. Хими ческие процессы, происходящие при пропускании постоянного тока через электролиты, называются эле к-тролизом. Основой осуществления гальванических покрытий является электролиз водных растворов солей металла. Растворы солей металла называются гальваническими ваннами. [c.5] Если через водный раствор солей металла пропускать постоянный ток, то они не остаются химически неизменными, как металлические проводники (например, проводник из меди). В зависимости от состава раствора соль разлагается при этом на газообразные, твердые и жидкие составные части. Это и есть электролитическое разложение соли, т. е. электролиз ее. [c.5] Твердые металлические проводники, по которым электрический ток поступает в раствор и выходит из него, называются электродами. Электрод, присоединенный к положительному полюсу (плюсу) источника тока, называется анодом, а электрод, присоединяемый к отрицательному полюсу (минусу), — катодом. Под влиянием электрического тока металлический анод может растворяться. Если анод нерастворим, то на нем выделяется из раствора газ, чаще всего кислород. На катоде выделяются металл или водород, а чаще оба вместе. [c.5] Часть молекул соли, растворенной в воде, распадается на ионы. Различают положительно заряженные ионы, называемые катионами, и отрицательно заряженные ионы, называемые анионами. У кислот, оснований и солей катионами являются атомы водорода и металлов, а анионами — кислотные и водные остатки. Например, молекула сернокислой меди Си504 распадается на положительно заряженный ион (катион) Си+ (И отрицательно заряженный ион (анион) 504. [c.5] Под воздействием электрического поля, образованного электродами, положительно заряженные катионы двигаются по направлению к катоду, а отрицательно заряженные анионы — по направлению к аноду Соприкасаясь с электродами, ионы разряжаются, превращаясь в нейтральные атомы или группы атомов. На катоде в этом случае выделяются металлы или водород, а анод растворяется или на его поверхности выделяется кислород. [c.6] На ионы распадается (диссоциирует) лишь определенный процент молекул раствора солей. Этот процент неодинаков для различных солей. Отношение числа диссоциированных молекул к общему числу растворенных молекул, выраженное в процентах, называется степенью диссоциации электролита. Степень диссоциации зависит как от природы электролита, так и от концентрации раствора и его температуры при разведении раствора и повышении температуры степень диссоциации электролита увеличивается. Степень диссоциации сильных кислот и оснований гораздо выше степени диссоднации слабых кислот и оснований. [c.6] Плотность электрического тока, напряжение законы Ома и Фарадея. Величина тока в амперах, приходящаяся на единицу поверхности электрода, называется плотностью тока. [c.6] Эту формулу можно использовать для определения сопротивления электролита и его электрической проводимости. [c.7] Из этого следует, что если количество выделившихся веществ выражать в грамм-эквивалентах, то при одном и том же количестве электричества выделится одинаковое число грамм-эквивалентов различных вешеств. [c.7] Для выделения из раствора электролита одного грамм-эквивалента любого вещества требуется 26,8 а-ч. Это количество электричества равняется 26,8-3600 — 96 500 кулонам (ампер-секундам) и получило название постоянной Фарадея (Р). [c.7] Для практического применения более удобна следующая формулировка законов Фарадея. [c.7] Количество вещества, выделившееся на электроде, пропорционально величине тока, времени электролиза и химическому эквиваленту. [c.7] Для выделения одного грам.м-эквивалента вещества требуется 26,8 а-ч. [c.7] Для определения электрохимического эквивалента вещества следует его химический эквивалент разделить на 26,8. [c.7] Пример. Атомный вес никеля равен 58,69, а валентность его равна 2. Химический эквивалент никеля будет равен 58,69 2 = =29,345. Разделив последнюю величину на 26,8, получим 1,0945, т. е. электрохимический эквивалент никеля, выраженный в г/а-ч. [c.8] Выход по току. На практике количество отложившегося на катоде металла отличается от величины, подсчитанной теоретически по формуле закона Фарадея, так как часть тока расходуется на выделение водорода и другие процессы. [c.8] Отношение количества фактически выделенного металла к подсчитанному теоретически, выраженное в процентах, называется катодным использованием тока, или катодным выходом по току. Отношение количества металла, растворенного при электролизе, к подсчитанному теоретическим путем, выраженное в процентах, называется анодным использованием тока, или анодным выходом по току. Состав ванны будет постоянным тогда, когда катодное и анодное использование тока одинаково. [c.8] Процесс осаждения металла. Структура гальванического покрытия, в процессе электролиза катионы (атомы металла, заряженные положительно) движутся по направлению к катоду. Достигая катода, катионы получают от него недостающие им электроны, перестают быть ионами и осаждаются на катоде в виде металла. [c.8] Если скорость поступления атомов металла превышает скорость образования кристаллов, то в покрытии образуется хмного мелких кристаллов покрытие будет иметь тонкую структуру. При определенных условиях структура покрытия может стать и аморфной. Если же скорость образования кристаллов превышает скорость поступления новых атомов, то покрытие будет иметь грубую крупнозернистую структуру. [c.9] Вернуться к основной статье