Катодные и анодные процессы при никелировании

Выполнение работы. В маленький бюкс (диаметром 4 см и высотой 3 см) налить наполовину его объема заготовленный заранее электролит для никелирования и опустить в него никелевую и медную (обезжиренную и протравленную) пластинки. Соединить последние с электрической батарейкой так, чтобы медная пластинка была катодом, а никелевая — анодом. Через несколько минут наблюдать покрытие никелем той части медной пластинки, которая была погружена в раствор электролита. Написать уравнения катодного и анодного процессов. [c.123]

Анодный процесс растворения никеля в чистом сульфатном растворе сопровождается значительным пассивированием, вследствие чего анодный выход по току становится меньше катодного, раствор обедняется металлом (pH падает) и процесс никелирования расстраивается. [c.39]

Катодный и анодный процессы очень чувствительны к концентрации ионов водорода в растворе. На катоде одновременно с разрядом ионов никеля возможен разряд ионов водорода. С уменьшением значения pH выход никеля по току падает, при повышенном значении pH у катода образуются и выпадают из раствора гидроокиси и основные соли никеля, что вызывает резкое обеднение прикатодного слоя ионами никеля и связанное с этим ухудшение качества осадка. Для поддержания постоянства pH в электролит никелирования вводят добавки, сообщающие ему буферные свойства, например, борную кислоту, в присутствии которой значение pH никелевых электролитов поддерживается в пределах 5—6. [c.38]

КАТОДНЫЕ И АНОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ НИКЕЛИРОВАНИИ [c.203]

Образование фосфора в процессе никелирования по реакции (3) подтверждено электрохимическими опытами [27]. Непосредственное электрохимическое моделирование каталитического процесса показало [28], что скорость анодной (1) и катодной (2) реакций в отдельных системах значительно ниже, чем скорость каталитического восстановления N1 (II), однако при совместном протекании в условиях растворов никелирования они взаимно ускоряются и можно полагать, что каталитический процесс в основном идет путем сопряжения этих реакций. Однако при этом скорость анодного окисления НгРО мало зависит от потенциала никеля, что позволяет считать лимитирующей стадией [c.135]

Неоднократно предлагали использовать металлические электроды для электролиза соляной кислоты [23] катоды из стали, никелированной стали или сплавов никеля [25—26], а также покрытые активным слоем мелкодисперсного серебра [24] предлагали использовать и металлические аноды с покрытиями из иридия или сплавов платины с иридием [27]. Однако о практическом применении металлических анодов в промышленном электролизе соляной кислоты сведения отсутствуют. Отсутствие металлов, достаточно стойких в среде горячей соляной кислоты, делает сомнительным целесообразность применения металлических электродов в этом процессе. Из электродных материалов только графит удовлетворяет основным требованиям, предъявляемым к электродным материалам. Он достаточно стоек при анодной и катодной поляризации в горячей концентрированной соляной кислоте, имеет сравнительно хорошую электропроводность и невысокую стоимость [22]. [c.286]

Эксплуатация электролитов. В процессе эксплуатации электролитов никелирования их состав непрерывно изменяется. Это происходит в результате испарения воды и уноса электролита деталями и приспособлениями, разложения и включения в осадок блескообразующих и выравнивающих добавок, изменения кислотности, внесения загрязнений, неравенства катодного и анодного выходов по току и по иным причинам. Поэтому для обеспечения стабильности качества покрытий состав электролитов периодически контролируют и корректируют недостающими компонентами, постоянно или периодически осуществляют механическую, химическую или селективную очистку от загрязнений. Перед началом каждой смены электролит доводят до рабочего объема содержимым ванн улавливания или обессоленной водой, 1 — 2 раза в смену измеряют и корректируют значение pH раствором 5 —10 %-й серной [c.124]

В последнее время разработаны и успешно применяются в промышленности различные способы активации электродов. Активация катода достигается в результате осаждения на его поверхности слоя никеля, содержащего серу. Такие активированные электроды работают длительное время с пониженным перенапряжением. В промышленности используются также способы повторной активации катодной поверхности без разборки электролизера. Применяется также активация катодов металлами платиновой группы. Для изготовления анодов обычно используют сталь, покрытую слоем никеля. В старых конструкциях электролизеров Фаузера в начале XX в. применяли стальные (не никелированные) аноды. Несмотря на значительную коррозию, стальные аноды при малой плотности тока (400—500 а/ж ) работали в течение нескольких лет. При интенсификации процесса электролиза и работе с плотностью тока 2500 сп/м при 70—80° С стальные электроды толщиной 3 мм полностью разрушаются за 3—4 недели. Никелированная сталь вполне устойчива в условиях анодной поляризации в щелочных растворах достаточно высокой концентрации. Перенапряжение на блестящих покрытиях выше, чем на матовых, поэтому применяется матовое никелевое покрытие толщиной не менее 80—100 мк. Такое покрытие обычно не может быть совершенно беспористым. Допускается до 15 пор на 1 дм . Отсутствие коррозии стального листа анода с пористым никелевым покрытием объясняется забивкой пор малорастворимыми в щелочном электролите продуктами коррозии железа. [c.94]

Процесс цинкования из цианистой ванны проводится при катодной плотности тока 2,5 А/дм . Электродный потенциал цинкуемых деталей—1,71 В по окисно-ртут-ному (ОР) электроду сравнения. Равновесный потенциал цинкового электрода в использованном растворе составляет —1,42 В. На одних и тех же анодных штангах заве-щены пассивные цинковые (растворяющиеся со 100%-ным выходом по току для цинка) и нерастворимые стальные никелированные электроды. Соотношение общей анодной поверхности и катодной равно 1 1,6. Соотношение поверхности инертных анодов и цинковых равно 1 4. Общий анодный выход по току для ионизации цинка составляет 67%. Поляризационная зависимость для процессов на стальных никелированных анодах для использованного электролита выражается уравнением фн = 1,10 + + 0,085 lg где фн, — потенциал по ОР-электроду, N1 — плотность тока на никелевых анодах. А/см . Межэлектродное расстояние 14 см. Удельное сопротивление электролита 2,26 Ом-см. [c.221]

При никелировании деталей из цинковых и алюминиевых сплавов процесс необходимо проводить при таком значении катодного потенциала, который препятствовал бы переходу цинка или алюминия в раствор. Это осуществляется либо повышением начальной плотности тока, либо введением в электролит специальных добавок, повышающих катодную поляризацию. При нормальном течении процесса никелевые аноды растворяются с образованием растворимых солей никеля. Однако процесс этот тоже сопровождается значительной поляризацией. В неблагоприятных условиях анодный потенциал может достичь потенциала выделения кислорода (+0,3 в). Выделение кислорода приводит к окислению поверхности анодов, которые перестают растворяться. Происходит так называемое пассивирование анодов. Оно приводит к уменьшению содержания никеля в ванне и к снижению pH. [c.203]

Электролит для никелирования труб должен отвечать следующим требованиям 1) иметь относительно простой состав и быть стабильным в процессе эксплуатации 2) образовывать качественные покрытия в широком диапазоне плотностей тока при относительно малой скорости движения и сравнительно невысокой температуре электролита 3) обеспечивать возможность проведения процесса электроосаждения с растворимым анодом при высоких катодной и анодной плотностях тока и высоких выходах по току. [c.504]

Ток следует включать через 1 мин после загрузки. В процессе электролиза раствор желательно перемешивать качающимися катодными штангами. Толщина слоя никеля 12—15 мкм. После никелирования детали прогревают при температуре 200° С в течение 30 мин. Эта операция способствует улучшению прочности сцепления никелевого покрытия с алюминиевым. Для удаления окисных пленок, образовавшихся при термообработке, детали ано-дно декапируют в растворе серной кислоты 180—200 г л при анодной плотности тока 8—10 Ыдм" в течение 3—5 сек. Далее по слою никеля наносят слой меди толщиной 15— 18 мкм из пирофосфатных или сульфатных ванн, а затем кадмируют, осаждая слой кадмия 12— Ъ мкм. [c.69]

Катодный и анодный процессы очень чувствительны к концентрации ионов водорода, которая должна соответствовать pH 2,8—5,8. На катоде одновременно с никелем всегда выделяется водород. С уменьшением значения pH в объеме раствора (рНо) выход по току никеля падает, при повышенных значениях рНо — составляет 95—96 7о- Из-за диффузионных ограничений по ионам гидроксония значение pH в прикатодном слое (рН ) выше, чем рНо, и может достигать таких значений, при которых образуются гидроксиды и основные соли никеля. Последние включаются в катодный осадок и ухудшают его качество. Для поддержания постоянства pH и предотвращения образования гидроксида никеля в прикатодном слое в электролит никелирования вводят добавки, сообщающие ему буферные свойства, например борную кислоту. Более эффективными буферными добавками являются некоторые насыщенные дикарбоновые кислоты, такие, как янтарная кислота (СН2)г(СООН)2 или ацетат никеля N1 (СНзС00)2-4Н20. [c.38]

В настоящее время распространена электрохимическая трактовка каталитического восстановления Ni (II), согласно которой процесс протекает путем сопряжения отдельных реакций катодного восстановления N (11) и анодного окисления Н2РО2. Составлена схема реакций, согласующаяся с экспериментальными данными о стехиометрии процесса никелирования [2] анодный процесс [c.135]

В электролите В, не сцеплялось. Достаточная очистка этого сплава была достигнута лишь при замене химического травления на анодное в 20Л H2SO4. После такой очистки сплава катодный потенциал его в электролите в начале электролиза был ниже, чем при установившемся процессе никелирования (кривая 6), и сцепление покрытия было хорошим. [c.485]

В качестве анода можно использовать электролитически оса-жден1 ю РЬОг. С этой целью проводят электролиз раствора РЬ(ЫОз)2 с никелевым, угольным или танталовым (предварительно никелированным или платинированным) анодом. Во избежание катодного осаждения свинца к электролиту добавляют u(N0a)2. На аноде осаждается слой РЬ02 толщиной около 3 мм. При использовании РЬОг в качестве анода для получения перхлоратов к раствору НаСЮз добавляют 0,5 г/л NaF и не вводят Na2 r207, Анодную плотность тока поддерживают равной 1500 а м , а катодную 700 а м . Процесс протекает при напряжении 4,7—5,7 в с выходом по току 90%. [c.428]

К электрохимическим относятся методы получения покрытий под действием электрического поля на катоде (цинкование, кадмирование, хромирование, никелирование, осаждение сплавов различного состава), анодное и анодно-катодное оксидирование (анодирование алюминия и его сплавов, микродуговая обработка) электрофоретическое и электростатическое осаждение порошковых материалов, нанесение комбинированных покрытий за счет сочетания процессов электролитического и электрофоретического осаждения. [c.50]

Конечно, и второй подход не раскрывает детального механизма процессов химической металлизации. Некоторые из них, такие, как меднение, никелирование, кобаль-тирование, серебрение и золочение, удалось объяснить участием электрохимических реакций, но в других случаях, исходя только из электрохимических соображений, этого сделать не удается. Имеются случаи, когда, например, катодный процесс электроосаждения металла значительно ускоряется небольшими добавками восстановителя, которые, казалось бы, не должны вообще как-то влиять на электровосстановление металла. И наоборот, небольшие добавки ионов металла ускоряют анодное окисление восстановителя, проявляя каталитические свойства. Все это указывает, что наряду с электрохимическими реакциями протекают и чисто химические с непосредственным переносом электрона от восстановителя к окислителю (иону металла) и с образованием промежуточных продуктов, оказывающих значительное влияние на электрохилшческие реакции. Так что при изучении процессов химической металлизации нужно иметь в виду обе возможности (рис. 8). Кроме того, возможен и внутрикомплексный перенес электрона в комплексном соединении иона металла с восстановителем при адсорбции его на поверхности металла. Существование таких комплексных соединений установлено. Однако еще нет прямых доказательств, что каталитический процесс восстановления ионов металла протекает при участии именно этих координированных в комплексное соединение молекул восстановителя. Но при восстановлении ионов металла в [c.33]

Электрохимическое обезжиривание основано на электрокапиллярных явлениях. Кабанов показал, что при погружении металла, покрытого маслом, Б некоторые щелочные растворы происходит разрыв сплошной пленки масла и вследствие изменения поверхностного натяжения и увеличения смачивания поверхности металла растворо л—собирание маслз в отдельные капельки, которые всплывают и дают с раствором эмульсию. Такому удалению масла с поверхности и эмульгированию его способствуют добавки поверхностно-активных веществ, так называемых эмульгаторов (жидкое стекло, мыло, желатина, клей, а также полиэтилен гликолевые эфиры под марками ОП-7и ОП-10, КонтактПетрова и др.) (см. 34, 17 ). Если же на металл, покрытый маслом, наложить электродный потенциал, краевые углы капель, образовавшихся на поверхности при погружении в щелочной раствор, уменьшаются пузырьки газа, выделяющиеся на электроде, захватывают капли и поднимают их на поверхность раствора. Полезно перемешивать электролит и повышать температуру до 60—80°С. Применяют плотности тока 3—10 а/дм (при обезжиривании ленты или проволоки до 50 а/дм ) напряжение 6—10 в, продолжительность 5—10 мин. Вторые электроды — никелированная сталь, просто сталь или даже корпус ванны. Растворы аналогичны указанным выше, примерно вдвое слабее. После обезжиривания — тщательная промывка. Электрохимическое обезжиривание бывает чаще катодным, иногда анодным, иногда комбинированным, т. е. с кратковременным переключением на анод. Основным преимуществом электрохимического обезжиривания является скорость и управляемость процесса, основным недостатком катодного способа — наводороживание металлов на катоде и ухудшение их механических свойств от этого. [c.341]

На электроде, наряду с изучаемой, протекает и другая электрохимическая реакция (или одновременно несколько других реакций). В таких условиях лишь часть пропускаемого количества электричества расходуется на осуществление изучаемой реакции. Например, при катодном осаждении никеля из кислых электролитов никелирования вместе с реакцией разряда ионов никеля (Ni2+ + 2e —Ni) может протекать и реакция выделения водорода (2Н+ + 2е = Нг), а при электрополировке никеля одновременно с его анодным растворением выделяется кислород (2Н2О = 02 + 4Н+ - - 4е). Каждая подобная реакция подчиняется закону Фарадея. Но если а priori предполагалось протекание только одной реакции, а количество прореагировавшего вещества (или продукта реакции) оказывается меньше, чем необходимо по закону Фарадея, то экспериментатор получает возможность обнаружить и исследовать не ожидавшийся в условиях опыта или даже неизвестный электродный процесс. Одновременно протекающие электрохимические реакции мы кратко рассмотрим ниже. [c.16]

Установлено, что никелирование целесообразно осуществлять в 3,0- и 3,5-н. по никелю растворах при небольшом содержании свободной борной кислоты (10—30 г/л) и pH 2,8—3,5. Положительное влияние на анодный и катодный процессы оказывает добавка хлоридов в виде никелевой соли (10—15 г/л). Большой и пока полностью непреодоленной трудностью при никелировании во фторборатных растворах является питтингообразоваиие на покрытиях. Для устранения питтинга рекомендуют вводить смачиватели, например 0,2—0,3 мг/л ОП-7 [11]. После каждых 100 а-час/л добавляют 2—3 мл/л раствора, содержащего 0,1 г/л ОП-7. Б. И. Лайнер и И. И. Панченко для уменьшения питтинга рекомендуют прорабатывать электролит током при перемешивании и плотности тока 0,3—0,5 а/дм . Состав электролитов для никелирования приведен в табл. 3. [c.11]

При никелировании применяются вальцованные аноды марки Н1 или Н2. Отношение величины анодной поверхности к катодной (т. е. к поверхности загружаемых деталей) должно быть не менее 1 1. Уменьшение анодной поверхности способствует пассивированию анодов в процессе электролиза. При растворении никелевых анодов на их поверхности образуется много шлама в виде черного порошка, состояшего из нерастворившихся кусочков самого металла и его примесей. Для того чтобы шлам не попадал в электролит (особенно в случае ускоренного режима электролиза), никелевые аноды заключают в чехлы из льняного полотна. [c.76]

Нередко процесс восстановления ионов металла при постоянном потенциале ускоряется в присутствии восстановителя это показывает, что последний является не только источником электронов, но оказывает и специфическое активирующее воздействие на катодный процесс, возможно путем непосредственно химического взаимодействия. Поэтому следует полагать, что в ходе каталитического процесса наряду с электрохимическими протекают и чисто химические реакции. Экспериментальные данные показывают, что при химическом никелировании анодное окисление гипофоефита лимитируется гетерогенной химической реакцией. Пример наиболее детально изученного процесса с участием чисто химических реакций — уже упоминавшееся восстановление Си (И) борогидридом, когда возможно протекание всего каталитического процесса через образование и распад гидрида СиН [18]. [c.92]

В случае ацетатного раствора на основе кинетических параметров процесса сделан вывод о возможности лимитирования скорости никелирования в зависимости от условий как анодной, так и катодной реакциями, а также и чисто химическими процессами [30] при этом считается, что медленной стадией катодного процесса является разряд ЫЮНадс. По данным [31], в пи-рофосфатном растворе скорость никелирования лимитируется катодным восстановлением комплексного иона [Ni(P207) [c.136]

Наиболее вероятной причиной ускорения катодных реакций при одновременно протекающем анодном окислении восстановителя следует считать изменение состояния поверхности катализатора (например, удаление пассивных пленок). Действующим агентом являются, видимо, промежуточные или конечные продукты окисления восстановителя, так как имеется связь между ускорением катодной реакции и интенсивностью одновременной анодной реакции. Очевидно, что взаимодействие продуктов окисления восстановителя с поверхностью катализатора, изменяющее его состояние, должно быть неэлектрохимическим, следовательно, в процессе участвуют и химические реакции. Ускорение анодного окисления гипофосфита в условиях химического никелирования связано, вероятно, с обновлением поверхности никеля как установлено рядом исследований [52], анодное окисление Н2РО2 лимитируется гетерогенной химической реакцией, которая должна быть чувствительна к состоянию поверхности металла. [c.74]

Графитированные аноды, применяемые при электролизе растворов хлоридов, работают значительно лучше они дешевле, заметно не загрязняют продуктов электролиза, анодный потенциал на них пиже. Анодный продукт — хлор — имеет широкий, все возрастающий спрос. Мы считаем, что современное гидроэле1Етрометаллургическое производство в ряде случаев следует перестроить, заменив свинцовые аноды графитированны-ми (а иногда, в щелочных растворах, и железными, никелированными) для этого необходимо (кроме деполяризации сернистым газом, см. ниже) перейти от сернокислых к хлористым электролитам на аноде будет выделяться хлор, могущий быть использованным расход электроэнергии будет снижен, для интенсификации катодного процесса особых трудпо-сте11 не предвидится. [c.698]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология