Восстановление ионов металлов

Электролиз водных растворов — важная отрасль металлургии тяжелых цветных металлов меди,висмута, сурьмы,олова, свинца, никеля, кобальта, кадмия, цинка. Он применяется также для получения благородных и рассеянных металлов, марганца и хрома. Электролиз используют непосредственно для катодного выделения металла после того, как он был переведен из руды в раствор, а раствор подвергнут очистке. Такой процесс называют электроэкстракцией. Электролиз применяется также для очистки металла — электролитического рафинирования. Этот процесс состоит в анодном растворении загрязненного металла и в последующем его катодном осаждении. Рафинирование и электроэкстракцию проводят с жидкими электродами из ртути и амальгам (амальгамная металлургия) и с электродами из твердых металлов. К электролитическим способам получения металлов относят также цементацию — восстановление ионов металла другим более электроотрицательным металлом. Цементация основана на тех же принципах, что и электрохимическая коррозия при наличии локальных элементов. Выделение металлов осуществляют иногда восстановлением их водородом, которое также может включать электрохимические стадии ионизации водорода и осаждение ионов металла за счет освобождающихся при этом электронов. [c.227]

Если процесс восстановления протекает на катоде с малым перенапряжением выделения водорода, первая стадия процесса не должна определять кинетику суммарного процесса, а потенциал катода можно считать близким к равновесному. В этом случае строение двойного электрического слоя и адсорбция поверхностноактивных веществ не будут сказываться на кинетике процесса, и определять закономерности последней будет замедленность химической стадии восстановления органического вещества атомарным водородом. Если же процесс протекает на катоде с высоким перенапряжением выделения водорода, определять кинетику восстановления будет замедленность первой электрохимической стадии, и кинетические закономерности восстановления не будут отличаться от наблюдаемых для перенапряжения выделения водорода на этом металле. Плотность тока в этом случае не будет существенно зависеть от концентрации органического вещества в электролите. Подобные кинетические закономерности наблюдаются также при использовании, так называемых, переносчиков водорода, каталитических добавок ионов металлов переменной валентности, таких как титан, ванадий, хром, церий и т. д. Подобные добавки применяют в тех случаях, когда электродный процесс восстановления органического соединения требует значительно большего перенапряжения, чем восстановление иона металла переменной валентности, например в то время как восстановление органического вещества происходит без затруднений в растворе под действием который окисляется до Естественно, что кинетика суммарного процесса восстановления органического соединения в этом случае будет определяться замедленностью процесса восстановления ионов металла переменной валентности. [c.445]

Вместо восстановления ионов металла из водных растворов на катоде возможно их восстановление другим, но более электроотрицательным металлом или водородом при определенных условиях без электролиза. Такие процессы носят название цементации и вытеснения и также могут быть отнесены к электрохимическим процессам. [c.233]

Важным обстоятельством при восстановлении ионов металла водородом является участие водорода в реакции не в молекулярном, а в атомарном виде. Процесс Нг - 2Н° протекает при адсорбции подаваемого газообразного водорода на зернах металла, поэтому процесс вытеснения носит ярко выраженный гетерогенный характер. Для начала вытеснения в раствор необходимо вводить затравку — зерна порошка никеля или железа, служащие катализатором. Дальнейшее восстановление может протекать уже с участием порошка, образующегося при вытеснении. [c.245]

Высокая катодная поляризация при восстановлении ионов никеля и других металлов этой группы (Со, Ре) объясняется с различных точек зрения, согласно которым затруднение процесса восстановления обусловлено большой склонностью к гидратации ионов никеля, замедленностью их разряда и перехода гидратированных ионов металла в промежуточные активированные комплексы, адсорбирующиеся на катоде и, т. д. В последнее время А. Т. Ваграмяном с сотр. было высказано [39] предположение, что трудность восстановления ионов металла группы железа связана с адсорбцией чужеродных частиц на поверхности электрода в процессе электролиза. [c.406]

Можно предполагать, что при получении блестящего осадка разряд к-о-нов металла -происходит либо через пленку геля, либо из насыщенного раствора, пополняемого растворением геля, либо восстановлением ионов металла химического соединения, образующего пленку. [c.110]

При восстановлении ионов металлов природа и состояние поверхности катода не остаются постоянными в процессе электро-. лиза, что отражается на величине потенциала катода и скорости процесса. При этом могут быть случаи облегчения (смещение потенциала в сторону электроположительных значений) и затруднения (смещения потенциала в сторону электроотрицательных значений) разряда ионов. [c.434]

Определение Afi , К, Л Я ,, А Ср, Q, W uy+ Рассмотрим процедуру нахождения Д С° на примере реакции восстановления ионов металла молекулярным водородом [c.260]

Изменение стандартной энергии Гиббса А С° реакции восстановления ионов металла в растворе определяется выражением [c.261]

Электрохимическое восстановление ионов металлов высших валентностей и окисление низших [c.32]

Скорость восстановления ионов металла из раствора, содержащего и другие индифферентные электролиты, при диффузионном контроле и естественной конвекции выражается, если / = ред, уравнением [c.133]

Важно выяснить, из каких составных частей складывается эта величина. Для этого мысленно расчленим рассматриваемую реакцию на ряд элементарных процессов. Учитывая, что реакция протекает при сравнительно низкой температуре (25° С), оценивая величины А0°, приближенно можно пренебречь изменением энтропии AS° в уравнении AG° = АЯ° — TAS° и приближенно считать AG° = АН°. Для осуществления реакции прежде всего необходимо затратить энергию D на диссоциацию молекулы водорода. Следующий шаг состоит в превращении атома водорода в ион. Это сопровождается затратой энергии Uh+, носящей название потенциала ионизации. При переходе иона водорода в раствор выигрывается теплота его гидратации Нн+- При одновременном восстановлении иона металла сначала затрачивается энергия, соответствующая его теплоте гидратации Затем [c.184]

Между металлом и раствором возникает разность потенциалов, которая называется электродным,потенциалом или потенциалом электрода. По мере перехода ионов в раствор растет отрицательный заряд поверхности металла и положительный заряд раствора, что препятствует окислению металла. Наряду с этой реакцией протекает обратная реакция — восстановление ионов металла [c.185]

I,д, г Уравнение обратимой полярографической волны. Когда на ртутном капельном электроде происходит обратимое восстановление иона металла по реакции [c.178]

Металл становится заряженным отрицательно, а раствор — положительно. Положительно заряженные ионы из раствора притягиваются к отрицательно заряженной поверхности металла. На границе металл — раствор возникает двойной электрический слой (рис. УП.1). Между металлом и раствором возникает разность потенциалов, которая называется электродным потенциалом или потенциалом электрода. По мере перехода ионов в раствор растет отрицательный заряд поверхности металла и положительный заряд раствора, что препятствует окислению металла. Наряду с этой реакцией протекает обратная реакция — восстановление ионов металла до атомов [c.191]

Кажущиеся отклонения от закона Фарадея чаще всего наблюдаются при катодном восстановлении электроотрицательных металлов, когда возникает возможность затраты части электрического тока на разряд ионов водорода, и при восстановлении ионов металла не до металлического состояния, а до ионов низшей валентности. Например, двухвалентная медь может восстановиться до одновалентной. [c.36]

Систематический химический анализ исследуемого образца состоит в последовательном разделении сложной смеси веществ на отдельные группы веществ, осаждаемых определенными групповыми реактивами, В свою очередь вещества в пределах каждой группы вновь разделяют на меньшие группы (подгруппы), в которых затем обнаруживают в известной последовательности отдельные вещества (ионы) по характерным для них реакциям. Чтобы доказать присутствие данного вещества (иона), нужно удалить все другие ионы, мешающие реакции. Для подразделения ионов на группы применяют или осаждение в виде малорастворимых соединений, или восстановление ионов металлами, или избирательную адсорбцию, [c.130]

Если катион электролита находится в ряду напряжений после водорода, то на катоде идет только процесс восстановления ионов металла. [c.267]

Любой металлургический процесс является процессом восстановления ионов металла с помощью различных восстановителей, в результате которого получаются металлы в свободном виде. [c.277]

Одновременно происходят процессы восстановления ионов металла и молекул воды [c.337]

На кинетику восстановления ионов металла существенно влияет состояние поверхности электрода, меняющееся вследствие окисления либо адсорбции некоторых частиц вещества из раствора. Последние затруднения зависят от присущих им особенностей и будут рассмотрены особо. [c.356]

На цеолитпых катализаторах можно осуществлять окислительновосстановительные реакции за счет ионов металлов переменной валентности. Для этого последние должны вводиться в решетку цеолита путем обмена с первоначальным ионом щелочного или щелочноземельного металла. В этом случае ион металла переменной валентности сохраняет свою индивидуальность и механизм его действия аналогичен таковому в гомогенном катализе. Восстановлением ионов металла в решетке цеолитов удается получать металлы в атомнодисперсном состоянии. Эти возможности представляются весьма интересными в отношении проведения на цеолитах высокоселективных и высокопроизводительных процессов. [c.41]

Определение ионов переменной валентности состоит в электрохимическом переведении определяемых ионов в такую степень окисления, которая образует с какими-либо анионами раствора малорастворимые соединения, осаждающиеся на поверхности электрода. Последующее электрохимическое окисление или восстановление ионов металла в осадке на электроде связано с протеканием тока, который фиксируется. Он пропорционален содержанию ионов металла в первоначальном растворе. Примером может служить определение церия. Ионы церия (П1) окисляются на электроде до Се +. Последние при некотором pH концентрируются на электроде в виде осадка Се (ОН) 4. Затем проводят катодное восстановление церия в осадке и измеряют ток, пропорциональный содержанию церия в исходном растворе. Описанным методом церий можно определить в присутствии больших количеств редкоземельных элементов. Существуют и другие примеры таких определений. [c.499]

При замыкании электрохимической цепи начнут протекать следующие процессы на электроде с более отрицательным потенциалом (цинковом) — окисление металла, на электроде с более положительным потенциалом. (никелевом) — восстановление ионов металла, т. е. [c.207]

При этом большая часть из всего количества электричества затрачивается, как правило, на восстановление ионов металла. [c.212]

Промышленная установка, предназначенная для получения покрытия N1 — В в стандартных растворах, приведена на рис 39 Ванна 1 объемом 700 л изготовленная нз коррозионно-стойкой стали, включена в цепь постоянного тока в качестве анода, чтобы предотвратить восстановление ионов металла на ее стенках Пластины 2, служащие катодами, находятся у торцовых сторон ванны Специальная схема включает электроды сравнения 3, изготовленные в виде тонких никелевых стержней, н регулирующее устройство 4, поддерживая на ванне постоянное значение ( 0,6 В) защитного потенциала Катоды и электроды должны иметь по возможности малую поверхность для предупреждения выпадения осадка Система циркуляции и регенерации раствора включает в себя центробежный насос 5, теплообменник 6 для поддержания необходимой температуры, бачки 7 для пополнения раствора реагентами и фильтры 8, через которые откорректированный раствор вводится вновь в ванну По аналогичной схеме работают установки барабанного типа. [c.101]

Рис. 3.4. Зависимость поверхностного натяжения и катодной плотности тока от потенциала электрода при восстановлении ионов металла на ртути ( 1 — парциальный адсорбционный ток восстановления металла в присутствии ПАВ Ь — то же в присутствии продуктов восстановления ПАВ).

Важным обстоятельством при восстановлении ионов металла водородом является участие его в реакции в атомарном, а не в молекулярном виде. Процесс Нг— Н< протекает при адсорбции газообразного водорода на зернах металла, служащих катализатором, поэтому процесс вытеснения носит ярко выраженный гетерогенный характер. Для начала вытеснения в раствор необходимо вводить затравку — зерна порошка никеля [c.364]

Электроосаждение, естественно, является катодным процессом той же самой электрохимической реакции, которая вызывает коррозию на аноде (см. гл. 1). Реакция проходит под контролем состава электролита, а потенциал и плотность тока должны иметь такие значения, при которых происходит катодное восстановление ионов металла. В связи с этим металл осаждается в большей степени, чем анодно окисляется до образования катионов или других окисленных форм. [c.85]

Если металл погружен в водный раствор, содержащий ионы металла, то на пов )хности металла происходит как окисление атомов металла до ионов, так и восстановление ионов металла до атомов согласно уравнению [c.16]

Ионы металлов переменной валентности как восстанавливающие и окисляющие агенты. Три )ассмотреиных варианта не исчерпывают всех во Можных иутсЙ нротекания окислительно-восстановительных реакций. В роди восстановительных (или окислительных) агентов могут выступать также находящиеся в растворе коны металлов. В этом с.лучае электродный процесс сводится к окислению (или восстановлению) ионов металлов переменной валентности, которые затем восстанавливают (или окисляют) органическое соединение. В качестве при у1сра можно указать на электроокисление суспензии антрацена. При проведении электролиза такой суспензии иочти весь ток на аноде расходуется на выделение кислорода. Если, однако, добавить к ней немного солен церия, хрома или марганца, то на аноде наряду с кислородом появится также антрахинон. Реакция идет, по-видимому, следующим образом ионы металла, наиример церия, окисляются на аноде [c.443]

Рассмотрим влияние замедленной химической стадии на примере катодного восстановления ионов металла, про-текающ,его с участием смешанных комплексов. Такие реакции характерны для большой группы электролитов, объединяемых под обш,им названием полилигандных. [c.132]

Широкое применение, особенно в машиностроении, для защиты от атмосферной коррозии находят гальванические покрытия, которые получаются катодным осаждением заш,ищающего металла или сплава из водных растворов, содержащих катионы металла — покрытия. Металлические покрытия получают также химическими методами путем восстановления ионов металла е помощью веществ-восстановителей, находящихся в растворе. [c.49]

При восстановлении ионов металла на катоде построение кристаллической решетки совершается обычно со скоростью, значительно превышающей ско- оость, с которой происходит упорядочение структуры решетки, так как последний процесс относится к категории диффузионных, которые в металле при низких температурах завершаются в бесконечно большие промежутки времени. В условиях такой кристаллизации возникают кристаллы с неравномерно распределенными силовыми полями, обусловливающими появление в осадке внутренних напряжений. [c.107]

К электролитич. способам получения металлов относят также восстановление ионов металла другим, более электроотрицат. металлом. Вьщеление металлов восстановлением их водородом также часто включает стадии Э.- электрохим. ионизацию водорода и осаждение ионов металла за счет освобождающихся при этом электронов. Важную роль ифают процессы совместного вьщеления или растворения неск. металлов, совместного вьщеления металлов и мол. водорода на кетоде и адсорбции компонентов р-ра на электродах. Э. используют для приготовления металлич. порошков с заданными св-вами. [c.431]

Отрицательное выравнивание обычно бывает обусловлено диффузионными ограничениями скорости восстановления ионов металла. Диффузионный контроль становится преобладающим по мере того, как скорость электроосаждения приближается к предельной диффузионной плотности тока. Наоборот, при диффузионном контроле степени торможения электроосаждения металла каким-либо агентом (так называемым выравнивающим агентом) скорость электроосаждения на микровыступах меньше, чем в микроуглублениях, т. е. имеет место положительное истинное выравнивание. Большинство выравнивающих агентои представляют собой органические соединения, способные адсорбироваться на катоде и тормозить процесс электрохимического выделения металла. Наряду с этим адсорбированные частицы выравнивающего агента должны обязательно расходоваться в процессе электроосаждения. Конкретный механизм процессов, приводящих к расходу выравнивающего агента на катоде, ие имеет непосредственного отношения к его роли как выравнивающего агента. Однако скорость его расхода должна быть относительно велика и близка к предельной скорости его диффузии к катоду. Только при таком условии торможение процесса электроосаждения металла выравнивающим агентом будет неодинаковым на неравнодоступной поверхности, т. е. возникнет [c.15]

В случае активных металлов (2п, Ре, Сс1, N1) взаимодействие с полярными молекулами воды оканчивается отрывом от поверхности положительных ионов металла и переходом гидратированных ионов в раствор (рис. 15.1, а). Этот процесс явЛЯбтстг-октгс-лением. По мере увеличения концентрации катионов у поверхности становится вероятным обратный процесс — восстановление ионов металла. [c.327]

Э гектроды поступают во внешнюю цепь. 2п — источник электронов. На электроде из меди, погруженном в растввр Си504, происходит восстановление ионов металла в атомы (осаждаются на электроде) [c.334]

На электроде из цинка, который погружен в раствор соли ZпS04, происходит окисление атомов цинка в ионы (растворе ние 2п) 2п- 7п + ++2е. Электроны поступают во внешнюю цепь. Значит, 2п — источник электронов — отрицательный полюс (анод). На медном электроде, погруженном в раствор Си304, происходит восстановление ионов металла в атомы (осаждаются на электроде) Си + + +2е = Си. Медь — положительный полюс элемента (катод). Направление электронон можно изобразить стрелкой [c.192]

Таким образом можно получить надежные данные о кинетике процесса совместного разряда, свободные от ошибок, обусловленных неточным учетом истинной плотности тока. Однако для большинства реально встречающихся систем процесс совместного разряда протекает значительно сложнее. Это особенно относится к совместному восстановлению ионов двух металлов. Так как при сплавообразовании наблюдается эффект деполяризации и одновременно с этим возможна адсорбция чужеродных частиц, которая увеличивает поляризацию, то, по-видимому, в каждом конкретном случае величина поляризации при совместном восстановлении ионов металла будет зависеть от соотношения работ — высвобождаемой в результате сплавообразования и затрачиваемой на преодоление силы связи адсорбированных частиц с поверхностью электрода. Кроме того, скорость восстановления ионов зависит от концентрации ионов в двойном слое, а не от концентрации в объеме раствора. Концентрация ионов в двойном слое (Са) связана с концентрацией в объеме раствора Со уравнением [c.410]

А. Т. Баграмян с сотрудниками изучал влияние pH на катодный процесс при электроосаждении сурьмы из виннокислых растворов. При повышении pH раствора потенциал восстановления сурьмы вначале резко смещается в отрицательную область ( на 0,5 в), а затем почти не меняется. Перегиб кривой ф — pH зависит от плотности тока и гидродинамического режима электролиза. Установлено, что pH прикатодного слоя увеличивается в процессе электролиза, хотя осаждение сурьмы не сопровождается выделением водорода. Расход ионов Н3О+ объясняется специфической структурой восстанавливающихся ионов металла. Концентрационные изменения прикатодного слоя приводят к разрушению виннокислого комплекса сурьмы с образованием ЗЬгОз-лгНаО, которая тормозит восстановление ионов металла и является причиной изменения структуры катодного осадка. [c.513]

Из рисунка видно, что при малом напряжении, недостаточном для электролитического восстановлении ионов металла на ртутном катоде, ток через раствор практически не идет. После возрастания приложенного напряжения до определенного значения сила тока резко увеличивается. Это нызиано разрядом ионов металла на поверхности (путной капли, например [c.483]

Металлизацию производят путем обработки неметаллических деталей в растворах, в которых металлические покрытия образуются в результате восстановления ионов металла присутствующих в растворе под действием восстановителей Полученный тонкий слои восстановленного металла затем доращивают гальваническим способом до необходимой толщины Химико электролитический способ металлизации обеспечивает получение большого количества покрытий по видам и толщинам не требуя для его выполнения сложного оборудования, дает возможность получить равномерные по толщине покрытия и хорошее сцепление покрытий с основой Подготовка поверхности пластмасс. Химическому осаждению металлов из пластмассы предшествуют операции обезжиривания травления и активирования Особенно важна операция активиро вания ибо в результате ее выполнения на поверхности пластмассы образуются микроскопические зародыщи обычно нз палладия или серебра диаметром в несколько тысячных микрометра которые служат катализаторами последующей реакции химического восста новления металлов [c.34]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология