Примеры электролитического выделения металлов

I рующих веществ, продуктов реакции, природы электрода и среды. Такого рода проблемы относятся к вышеупомянутой теории переноса заряда. Успех в общем до сих пор был ограниченным, I однако были установлены некоторые соотношения, главным образом в полярографии органических соединений, восстановлении металлических комплексов и в очень ограниченной степени для электролитического выделения водорода и кислорода на различных металлах. В последние годы новый толчок получила проблема выяснения соотношений между кинетикой электродных процессов и поверхностными свойствами на примере электроосаждения металлов на твердых электродах (Бокрис, Фи- [c.19]

Примеры электролитического выделения металлов Выделение меди на платиновом катоде [c.66]

Рассмотрим особенности электрохимической кинетики на примере катодного восстановления водорода. Изучение зависимости скорости восстановления водорода от различных факторов представляет большой практический интерес. При электролитическом получении водорода перенапряжение необходимо предельно снизить, с тем чтобы уменьшить расход электроэнергии. В аккумуляторах, при коррозии и электролитическом выделении металлов, напротив, перенапряжение водорода необходимо предельно повысить. [c.212]

Производство цветных и редких металлов. В производствах редких и благородных металлов, представляющих одну из самых молодых и одну из древнейших отраслей техники, ионообменные процессы используются не только для концентрирования и разделения металлов, но и для их перевода из одной химической формы в другую. Иониты позволяют выполнять эти операции с наименьшими потерями высокоценных металлов и лучшим образом обеспечивать требования к их чистоте. В промышленности тяжелых цветных металлов (медь, никель, кобальт, цинк, олово и др.) методы ионообменного синтеза применяются в сочетании с извлечением металлов из растворов различного происхождения поглощенные ионы обычно десорбируют в форме сульфатов, фильтраты направляют на электролитическое выделение металлов. Нередко ионообменный синтез используют и в качестве самостоятельного приема — при получении соединений этих металлов как продуктов. Во втором разделе приведены конкретные примеры, охватывающие почти все элементы этой обширной группы. [c.111]

Наиболее многочисленна группа элементов, выделяемых из раствора в элементной форме в результате восстановления, причем наиболее часто для этого применяют электрохимическое восстановление. Электролитическое выделение металлов из кислого раствора на твердом катоде ограничивается благородными и близкими но свойствам металлами. Примером может служить выделение макроколичеств меди при определении следов элементов в металлической меди и ее соединениях [51]. Для отделения макроколичеств меди рекомендуется применять метод анодного растворения [52]. Проба в виде полоски или проволоки используется в электролитической схеме как анод. Во время пропускания тока через электролит (азотная кислота + + персульфат) медь выделяется на графитовом катоде, а большинство элементов-примесей переходит в электролит. [c.68]

Хорошо известно, что состояние поверхности металла, кристаллическая структура и текстура электрода в некоторых случаях оказывают существенное влияние на ход восстановительного процесса. Примером, иллюстрирующим влияние состояния поверхности металла на восстановительный процесс, является электровосстановление нитробензол-ж-сульфокислоты. Так, на шероховатых катодах из свинца и таллия наблюдалось две волны, а на гладких полированных только одна волна. Вероятно, вторая волна находится в области потенциалов выделения водорода. Это означает появление тормозящего действия в восстановлении промежуточного продукта на гладкой поверхности, вероятно, вследствие его адсорбции. Кристаллическая структура оказывает влияние на кинетические параметры, в том числе на ток обмена и константу Ъ уравнения Тафеля. Это влияние особенно хорошо изучено на примере реакций электролитического выделения водорода. Для отдельных электродных материалов путем разрыхления электродной поверхности можно увеличивать токи обмена на несколько порядков. [c.109]

Как уже отмечалось, выделение металлов обычно сопровождается более или менее сильной химической поляризацией и поэтому для осаждения требуется приложить значительно больший катодный потенциал по сравнению с теоретически ожидаемым потенциалом этого металла. Но бывают иногда и обратные случаи, когда металл может быть выделен при отрицательном потенциале меньшем, чем теоретический. Обычно такое явление обусловлено деполяризующим действием катода, образующего сплав с осаждаемым металлом, упругость растворения которого благодаря этому процессу уменьшается, причем в некоторых случаях очень значительно. К таким случаям относится образование металлами твердых растворов и химических соединений, особенно таких, которые, в свою очередь, растворяются в избытке металла. Классическим примером этого рода деполяризации является электролитическое образование амальгам щелочных металлов на ртутных катодах. Хотя щелочные металлы и имеют самую большую упругость растворения, однако они, и натрий в том числе, осаждаются на ртутных катодах при электролизе хлористых солей. [c.374]

Очень часто восстановление металла осложняется сопутствующим ему восстановлением других металлов (примесей) или водорода. Это явление имеет большое практическое значение. Вопросы электролитической рафинировки металлов (очистка от примесей), вопросы гальваностегии и многие Другие связаны с проблемой одновременного восстановления нескольких различных катионов. В качестве примера можно привести электролиз водных растворов солей цинка выделению цинка на катоде непременно сопутствует выделение водорода. [c.520]

Исследования выделения металлов и соединений из водных солевых растворов в ультразвуковом поле показывают, что введение упругих колебаний в электролитическую ванну приводит к специфичным явлениям как в массе электролита, так и на границе раздела электрода с раствором. Многочисленные опыты подтвердили, что процесс гидролиза значительно ускоряется при обработке раствора ультразвуком. Это хорошо видно по изменению показателей pH во время озвучивания раствора. Характерным примером может служить реакция гидролиза комплексного аниона вида [Ме (Ид )]сопровождающаяся внедрением воды или гидроксогрупп во внутреннюю сферу комплекса [c.365]

Помимо указанных двух основных современных технологических процессов в гидрометаллургии меди применяются и другие обработка сульфидов расплавленной элементарной серой или замещенными хинолинами, электролитическое выделение меди из расплавов и органических растворов, модернизация существующих методов выплавки путем переоборудования печей и введения каталитических реагентов в выпускных трубах — это лишь несколько примеров. Эти методы, по-видимому, будут внедряться в металлургию других металлов, поскольку и там возникают проблемы загрязнения окружающей среды и истощение ресурсов. Как и в случае меди, наиболее перспективными методами, обеспечивающими максимальную возможность химического контроля за концентрацией и распределением металлов, будут жидкостная экстракция, ионный обмен и электрохимия. [c.121]

Судить о структуре того или иного образующегося на катоде сплава можно не только на основе данных рентгенографического анализа или данных металлографических исследований, но и на основе поляризационных измерений. Дело в том, что образование твердых растворов оказывает деполяризующее действие на осаждение металлов, т. е. потенциал выделения каждого из металлов в отдельности отрицательнее, чем потенциал, при котором идет образование сплава (при образовании твердого раствора потенциальная энергия его компонентов уменьшается). Эта разница может быть настолько большой, что на катоде разряжаются ионы металлов, осаждение которых в чистом виде вообще невозможно из водных растворов. Примером может служить электролитическое получение сплавов вольфрама с никелем, железом и другими металлами, в то время как чисто вольфрамовые покрытия получить не удается. Осаждение сплавов Си—2п, Аи—Ag, Си—5п, Ре—Сг и многих других происходит в виде твердых растворов. В тех случаях, когда кристаллизация осаждаемых на катоде металлов происходит раздельно, осаждение сплава начинается только после достижения потенциала выделения более благородного металла. Так происходит осаждение сплавов Си—Аи, С(1—Ag и некоторых других. [c.295]

Электролитическое выделение металлов из раствора является простым и быстрым методом разделения элементов 2 , 2 . С помощью электролиза — надежного, хорошо контролируемого, изящного метода, не требующего зачастую внесения в раствор посторонних веществ, можно разделить элементы в малых объемах растворов технически наилучшим образом, в юлном соответствии с природой ультрамикроэксперимента. Минимальное содержание металла в растворе, при котором его еще можно выделить электролитическим путем, рассчитывают по уравнению Нернста. В качестве примера приводим расчет для ионов меди. Потенциал выделения меди из I н. раствора составляет 0,34 В. Ввиду того что перенапряжение водорода на меди составляет [c.86]

Большое влияние на структуру осадков оказывает комплексообразование йонов. Как правило, при выделении на катоде металлов из растворов некоторых комплексных солей получаются мелкозернистые осадки, особенно при избытке комнлексообразующего лиганда. Характерным примером таких растворов, применяемых для электролитического покрытия металлами, являются растворы цианистых солей меди, серебра, золота, цинка, кадмия и др. Мелкозернистую структуру осадков, получаемых из этих растворов, обычно связывают с величиной катодной поляризации, которая в цианистых растворах при достаточном содержании свободного цианида значительно больше, чем в кислых растворах солей тех же металлов. [c.340]

Из изложенного следует, что для восстановления молибдат-или вольфрамат-ионов до определенной степени валентности нужно подбирать не только соответствуюший восстановитель, но и среду. Практические примеры восстановления твердыми металлами или амальгамами приводятся ниже, в разделе Аналитическая характеристика . Учитывая сложность окислитель-но-восстановительных систем, необходимо иметь в виду, что чем более электроотрицателен восстановитель, тем, очевидно, глубже заходит восстановление, причем могут образоваться ионы разной степени валентности. Поэтому, если восстановление молибдат- или вольфрамат-ионов рекомендуется для их количественного определения, необходимо строго придерживаться определенных условий. Электролитическое получение металлических молибдата и вольфрамата из водных растворов сопряжено с теми же трудностями, что и выделение рения (см. выше), но, в отличие от последнего, пока еще вообще не удается. Подробнее этот вопрос рассматривается ниже, в разделе о получении металлических молибдена и вольфрама. [c.72]

Ярким примером этого типа деполяризации, называемой деполяризацией при выделении металла, является-изменение потенциала выделения при разряде ионов натрия или другого электроотрицательного металла на ртутном катоде в нейтральном или щелочном растворе. Обратимый потенциал выделения чистого натрия из раствора, содержащего 1 эквивалент соли натрия на 1 л, равен приблизительно—2,7 в (см. табл. 49), но вследствие образования растворимых в ртути соединений заметный разряд ионов натрия идет уже при —1,2 в. В нейтральном растворе натриевой соли, т. е. при pH = 7, обратимый потенциал ионов водорода равен —0,4 в, но на чистом ртутном катоде даже при малых плотностях ток а имеет место большое перенапряжение, примерно равное 0,8 в (см.табл. 78) следовательно, выделение водорода не начнется до тех пор, пока потенциал катода не достигнет —1,2 в. Поэтому очевидно, что благодаря высокому перенапряжению водорода на ртутном катоде и большой деполяризации при разряде ионов натрия выделение натрия из водных растворов при pH = 7 может итти одновременно с выделением водорода. Можно отметить, что даже если исходным электролитом служит нейтральный раствор, например раствор хлористого натрия, то из-за разряда ионов водорода раствор вблизи катода станет щелочным тогда потенциал заметного выделения водорода станет еще отрицательнее, а именно около —1,6 в, и, следовательно, будет итти преимущественно выделение натрия. Эти закономерности делают возможным приготовление разбавленных щелочных амальгам электролизом растворов щелочных хлоридов, что и используется при электролитическом получении гидратов окисей щелочных металлов. [c.646]

Электроосаждение из неводных сред металлов четвертой группы представляет интерес прежде всего для германия и подгруппы титана, поскольку эти металлы электролитически из водных растворов не осаждаются [484, 404]. Наилучшие результаты получены в случае германия. Из спиртовых растворов (преимуш ественно в двухатомных спиртах) галогенидов германия выделены тонкие катодные пленки металлического германия [702, 641, 1225, 482, 381, 292, 650, 291, 293]. Наряду с осаждением германия на катоде происходит выделение водорода, на последний процесс расходуется основная часть тока. Выход по току германия низкий (порядка 1—3 %) Большое влияние на процесс злектроосаждения оказывает природа металлической подложки. При определенных концентрациях галогенида германия, повышенных плотностях тока и температурах возможно катодное образование диоксида германия [482, 196]. Пример оптимальных условий получения металлического германия растворитель — этиленгликоль, концентрация ОеСи — 3—5 %, температура — комнатная, интервал плотности тока 5—50 А/дм . При этих условиях на подложках из меди, серебра, платины и алюминия осаждаются ровные, хорошо сцепленные с подложкой, компактные германиевые покрытия светло-серого цвета. В качестве анода использовали графит или германий, выход по току германия составляет 2 % [291, 293]. Возможно катодное получение пленок германия и из других неводных сред, например из низкотемпературных расплавов ацетамида [147]. Из растворов в ацетамиде с добавками хлорида аммония при температуре 90—130 °С двухвалентный германий восстанавливается, образуя тонкослойные (1—2 мк) осадки, прочно сцепленные с подложкой. Выход по току еще ниже, чем в спиртовых растворах (приблизительно 0,1—0,5 %) Из-за выделяющегося водорода осадок германия при этом достаточно наводорожен. [c.157]

На примере платины проведена оценка выхода вещества (или степени выделения) при электролитическом концентрировании. Для этого по величине площади под пиком тока анодного растворения электроосажден-ного вещества (заштрихованная площадь на рис. 2) находили количество электричества, идущее на растворение осадка металла с электрода, и сравнивали его с теоретически рассчитанным по закону Фарадея количеством электричества, соответствующим содержанию платины (IV) во взятой аликвотной части. При времени электролиза 20 мин степень выделения [c.77]

Другим недостатком обычных, основанных на теории электролитической диссоциации представлений о кислотах и основаниях является то обстоятельство, что они применимы только к водным растворам и становятся непригодными при переходе к растворам в других растворителях. В справедливости этого можно убедиться на следующих примерах. Хлорид аммония по его поведению в водных растворах мы привыкли рассматривать как типичную соль в то же время растворенный в жидком аммиаке он ведет себя как сильная кислота, проявляя все типичные свойства кислот, вплоть до способности растворять металлы с выделением водорода, хотя ионов Н в этих растворах, очевидно, быть не может. Мочевина СО(ЫН2)з, нейтральная в водных растворах, ведет себя в жидком аммиаке как кислота, а в безводной уксусной кислоте,— как основание, хотя она, разумеется, ионов ОН " не образует. Очень сильная в водных растворах азотная кислота, растворенная в жидкой НР или в безводной Н,304, ведет себя как основание. Подобных фактов, не укаладываю-щихся в рамки теории электролитической диссоциации, можно было бы привести много. Они говорят о неудовлетворительности тех представлений о кислотах и основаниях, которые введены в науку этой теорией, и требуют за.чены старых представлений новыми, более общими и согласными с опытом. [c.159]

Если к сульфидам, обладающим преимущественной электронной или дырочной проводимостью, добавить значительное количество сульфида, обладающего чисто ионной проводимостью, то такие расплавы можно подвергать электролизу и наблюдать электродную поляризацию, которая сопровождается электролитическим разложением сульфидов. Выделение тяжелого металла можно было наблюдать даже при электролизе такой системы, как NajS — NiS. Однако при этом выход по току был довольно низкий. Даже при электролизе такой солефильной системы, как Na S — SbaSg, выход по току не превышал 63%. Поэтому была сделана попытка от электролиза чисто сульфидных систем перейти к электролизу хлоридно-сульфидных смесей. Примерами таких исследований являются работы [143 2П I. В технологическом отношении проблема электрохимической переработки сульфидных концентратов тяжелых металлов исследована пока совершенно недостаточно. [c.133]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология