Катод металлическая губка, образовани

Перенапряжение кислорода прн электролизе воды может быть снижено путем нанесения на катод никелевого покрытия из электролитов, в состав которых входят роданиды, нитриты и некоторые другие добавки. Однако стабильные результаты удается получить лишь в лабораторных условиях. В промышленном процессе подвергаемые электролизу растворы содержат ионы некоторых металлов, например ионы железа, попадающие из аппаратуры и трубопроводов. При осаждении металлического железа в результате разряда этих ионов происходит образование на катоде металлической губки и потеря активности. [c.30]

Некоторые потери тока на побочные электродные процессы все же происходят в процессе электролиза воды, что обусловлено наличием различных загрязнений в электролите и некоторой (небольшой) растворимостью Нг и Ог в электролите. При попадании в электролит примесей, содержащих соединения железа, никеля или других более электроположительных металлов, чем водород, на катоде одновременно с выделением Нг эти примеси восстанавливаются с образованием ионов меньшей валентности или металлической губки. На этот процесс расходуется некоторая часть тока, проходящего через электролитическую ячейку. [c.66]

Снижение выхода водорода по току и соответствующее загрязнение кислорода водородом может происходить при металлизации диафрагмы. Если слой металлической губки на катоде становится настолько толстым, что достигает диафрагмы и проникает через нее, то на поверхности губки, проникающей через диафрагму в анодное пространство, выделяется водород. Обычно оба процесса — металлизация диафрагмы и образование электропроводных металлических мостиков между рамой и катодом протекают одновременно и сопровождают друг друга. При вскрывании ячейки электролизера металлизация диафрагмы легко обнаруживается по черному осадку губчатого железа на ее стороне, обращенной к аноду. [c.73]

Получение металлических порошков электролитическим способом основано на восстановлении металлов из растворов их солей или расплавов в виде рыхлых губчатых осадков на катоде. Обш ими для большинства металлов условиями образования губчатых осадков на катоде из водных растворов являются низкая концентрация соли осаждаемого металла в электролите и высокая плотность тока. Чем ниже концентрация соли, тем при меньшей плотности тока на катоде образуется губка и наоборот. С повышением плотности тока и понижением температуры электролита губчатый осадок на катоде становится более мелкозернистым, объемистым и рыхлым, но выход металла по току уменьшается, особенно при низкой концентрации соли металла в растворе. С повышением температуры электролита во всех случаях увеличивается нижний предел плотности тока, при котором наступает образование губки. [c.109]

Методы активации, эффективные при проведении электролиза в лабораторных условиях, при переходе к промышленному производству часто не дают желаемого результата при длительной работе. Это объясняется формированием на катоде слоя металлической губки. Активация катодных поверхностей может быть эффективной в случае предотвращения или резкого ограничения образования такой губки в процессе электролиза. [c.18]

В электролите не должны содержаться ионы, разряжающиеся при потенциале выделения водорода, а также примеси, которые могли бы восстанавливаться на катоде. Если в растворе присутствуют катионы, имеющие более положительный потенциал выделения по сравнению с водородом, происходит их выделение на катоде с образованием соответствующего осадка. Практически же в электролите всегда имеются небольшие количества ионов железа, попадающих в него с питательной водой и в результате коррозии металлических деталей электролизеров. Поэтому в промышленных условиях на катодной поверхности всегда осаждается осадок металлической губки, причем скорость ее образования на катоде зависит от количества примесей, поступающих в электролит. [c.54]

При попадании в электролит загрязнений, содержащих соединения металлов, более электроположительных, чем водород, на катоде одновременно с выделением водорода наблюдается восстановление этих примесей с образованием металлической губки. При этом расходуется некоторая часть проходящего через ячейку тока. Если происходит коррозия анодов, то на растворение металла анодов также затрачивается часть тока. Хотя процессы коррозии деталей электролизеров и осаждения металлической губки на катоде после длительной эксплуатации электролизера имеют заметную величину, доля тока, расходуемого непосредственно на растворение металла и выделение его на катоде, невелика. [c.71]

Попадающие в электролит соединения железа восстанавливаются на катоде с образованием слоя металлической губки на его поверхности. Благодаря энергичному выделению водорода на катоде частички металлической губки отрываются от катода, осаждаются на нижней полке рамы и образуют мостики, электрически соединяющие раму с катодной стороной биполярного электрода. В процессе работы электролизера мостики увеличиваются и уплотняются, сопротивление их уменьшается, что приводит к сдвигу потенциала рамы в катодную сторону. Причем этот сдвиг тем больше, чем больше и плотнее образовавшиеся мостики. [c.74]

Па основании результатов этих работ и некоторых указаний в литературе можно наметить общие для большинства металлов условия образования металлической губки на катоде [c.258]

Перенапряжение выделения водорода на катоде зависит в основном от материала электрода и состояния его поверхности, а также от плотности тока на электроде, температуры, состава электролита и его pH, наличия примесей в электролите, продолжительности катодной поляризации [25—32]. Загрязнение поверхности электрода, наличие посторонних веществ, которые могут осаждаться на электродах в процессе электролиза, влияют на перенапряжение. Образование металлического осадка в виде губки на катоде может приводить к снижению перенапряжения. На гладких поверхностях электродов перенапряжение выше, чем на шероховатых-. В присутствии коллоидов в электролите обычно повышается перенапряжение на тех электродах, к которым движутся и на которых могут осаждаться коллоидные частицы при прохождении тока. [c.16]

В результате перечисленных мероприятий удается значительно уменьшить скорость осаждения металлической губки на катоде и частично устранить связанные с ним нарушения работы ячейки. Однако полностью эти явления не исключаются. Для подавления процесса образования металлических мостиков между катодом и рамой ее поверхность иногда покрывают непроводящим материалом, например бетоном или асбобетоном. Благодаря этому исключается возможность электрического соединения рамы и катода металлической губкой и включения поверхности рамы в электрохимические процессы. Такая футеровка может быть полезна и для защиты металлических поверхностей рамы и ее деталей от коррозии. [c.74]

Однако предотвратить процессы коррозии никогда не удается. Поэтому целесообразно проводить постоянную очистку электролита от загрязнений железом. Для этой цели электролит непрерывно фильтруют через фильтр, установленный на пути циркуляции электролита. В результате значительно уменьшаются скорость процессов осаждения металлической губки на катоде и связанные с этим нарушения работы ячейки. Для снижения опасности образования металлических мостиков между рамой и катодом поверхность рамы покрывают не проводящим ток материалом, например бетоном или асбобетоном. Одновременно исключается возможность электрического соединения рамы и катода осадками губчатого металла и включения поверхности рамы также и в электрохимический процесс. Такая футеровка может быть полезна с точки зрения защиты металлических поверхностей рамы и ее деталей от коррозии. [c.75]

Таким образом, наряду с общими условиями образования металлической губки на катоде имеется много частных случаев, когда такая форма осадков возникает но непонятным причинам. Выяснение причин образования такого вида губки (при низких плотностях тока) представляет больиюй интерес и имеет значение, главным образом, нри электролитическом получении металлов в 1Шмиактной форме. [c.259]

ОКИСЬ свинца, всегда присутствующая на поверхности металла, растворяется в щелочи и образующиеся ионы свинпа восстанавливаются до металла частицами цинка. В свою очередь металлический свинец в дисперсном состоянии, окисляясь, снова переходит в раствор и, таким образом, он расходуется, преимущественно, за счет электролитического выделепия на катоде совместно с ципком. Этим и объясняется, очевидно, длительное действие добавки свипца, несмотря па незначительное содержание ое в растворе. Большой избыток свинца в электролите — больше 0,05 г/л — приводит к образованию на катоде свинцовой губки, в результате электролитического выделения или контактного вытеснения свинца цинком. [c.273]

Причина образования губчатых цинковых осадков в цинкатных электролитах исследовалась многократно. Кудрявцев считает, что цинковая губка образуется даже при низких плотностях тока потому, что в результате неравномерного растворения цинка на аноде, вследствие неоднородности его состава и структуры, образуются высокодисперсные коллоидные частицы металлического или неполностью окисленного цинка, названные им ультрамикронами , и что эти частицы катафоретически переносятся к катоду, осаждаются на нем и дают начало беспорядочному росту кристаллов. Последующие исследования показали, что губка образуется также при работе с нерастворимыми анодами, с применением диафрагм, разделяющих электрод- [c.300]

ЧТО ОНИ возникают сначала в отдельных точках в виде темных рых лых наростов, число и размеры которых постепенно увеличиваются Механизм образования неудовлетворительных осадков из цинкат ных электролитов без специальных добавок был исследован Н. Т. Куд рявцевым, по мнению которого причиной возникновения губки в рас сматриваемых условиях являются коллоидные частицы цинка или частицы не полностью окисленного цинка. Последние попадают в раствор из-за неравномерного растворения цинка на аноде и в виде металлических золей электрофоретически переносятся на катод. Введение в состав цинкатных ванн небольших количеств солей ртути (0,1—0,2 Пл Hg), олова (0,25—0,5 Пл 5п) и свинца (0.05 Пл РЬ), а также использование цинковых анодов, содержащих примеси этих металлов, при плотностях тока ниже предельных позволяют получить очень плотные светлые осадки, совершенно свободные от губчатых образований. Предполагают, что в присутствии этих металлов происходит полное окисление части цинка, переходящего в раствор и выделение ртути, олова и свинца на катоде в эквивалентных количествах. В связи с тем что получение доброкачественных осадков цинка из цинкатных электролитов возможно лишь при наличии в электролите упомянутых добавок, последние также должны быть отнесены к числу основных компонентов цинкатных электролитов. На практике чаще всего применяется добавка станната натрия ЫагЗпОз. [c.164]

Учитывая рассмотренные выше причины образования цинковой губки на катоде при низких плотностях тока, механизм действия свинца, олова и ртути на характер осадка представляется следующим образом. Цинк в виде мельчайших частиц, попадая в раствор, содержащий менее электроотрицательные ионы другого металла, вытесняет последний и сам переходит в раствор. Таким образом, происходит полное окисление уль-трамикронов цинка с переходом их в состояние ионов и выделение свинца, олова и ртути в металлическом виде. В том, что последнее действительно имеет место, легко убедиться на опыте, добавив к цинкатному раствору, содержащему ионы свинца, небольшое количество цинковой пыли или цинковой стружки — при этом весь свинец, присутствующий в растворе, окажется вытесненным количественно. Равновесные потенциалы свинца и цинка в щелочном растворе при одинаковой концентрации ( 0,25 н.) отличаются больше чем на 0,5 в в первом случае он составляет около —0,6 в, во втором — около —1,2 в. [c.272]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология