Выделение металлов на жидком катоде

Электрохимические способы получения химических продуктов называют часто процессами без выделения металла на катоде, но это определение неточно. В некоторых широко распространенных процессах одной из стадий является выделение ионов металла на жидком металлическом катоде и образование ртутных амальгам или сплавов (например, на основе свинца и меди). К таким процессам относятся получение хлора и каустической соды электролизом водных растворов поваренной соли с ртутным катодом или получение сплавов свинца с натрием и калием или меди с кальцием при электролизе расплавленных соответствующих хлоридов с жидким свинцовым или медным катодами. [c.19]

Способность жидкого аммиака отбирать электроны от щелочного металла обусловливает возникновение не характерных для аммиака анионов ННз . При относительно небольших концентрациях растворенного металла в растворе электроны, отщепляемые атомами металла, полностью захватываются молекулами аммиака, предопределяя ионную проводимость. Очевидно, в этих ус ловиях анионы N1 3- будут разряжаться на аноде с выделением аммиака, на катоде будут разряжаться ионы щелочного металла. [c.316]

При выделении металлов на жидком катоде из другого металла выход ио току, кроме всех перечисленных факторов, зависит существенно от состава катодного сплава. По мере возрастания в сплаве содержания выделяемого металла, выход по току имеет тенденцию к снижению (рис. 109). Это, видимо, связано с увеличением растворения металла из катодного сплава при возрастании в нем концентрации выделяемого металла. [c.256]

Однако интерес к электролитическому получению сплавов с жидким катодом не исчез потому, что выделение металлов на жидком катоде происходит с большим выходом по току и при меньшем напряжении, чем при обычном электролизе расплавленных солей с твердым индифферентным катодом. Естественное разделение (по плотностям) электродных продуктов уменьшает потери их, связанные с воссоединением, что должно обеспечить вы- [c.328]

Электролиз расплавов с жидким катодом предлагался для выделения многих других металлов и получения разнообразных сплавов, как например. Mg с Си, Sn или А1 Мп с Zn, Си, Sn, Sb, Al Be с Al и т. п. [c.329]

Изучение поляризации выделения металлов на твердых и жидких катодах из неводных растворов дает ценную информацию для выяснения специфики электроосаждения данных металлов с целью получения их электролитическим путем. Поляризационные кривые, снятые при различных скоростях поляризации в большинстве случаев в потенциостатическом режиме, позволяют определить характер электродного процесса (обратимый — необратимый), его интенсивность (токи обмена, числа переноса катодного и анодного процессов, константы скорости, энергию активации), зависимость характера электродного процесса от концентрации отдельных компонентов электролита, силы тока, поверхности электрода [588, 479, 162, 419, 73, 186, 443, 640, 167, 16]. Метод поляризационных кривых позволяет также изучать кинетику отдельных стадий стадийных электродных процессов [643, 351]. [c.75]

Если выделяющийся металл взаимодействует с материалом катода, происходит деполяризация катодного процесса — сдвиг потенциала катода в электроположительную сторону. Особенно сильна деполяризация при выделении одного жидкого металла на другом с образованием сплава. Свободная энергия реакции разряда ионов уменьшается на величину энергии взаимодействия металлов, что приводит к значительной деполяризации. Деполяризатором анодного процесса обычно служит металл, растворенный в электролите и взаимодействующий с анодными продуктами. [c.266]

Техническое получение кальция осуществляют электролизом расплавленного хлористого кальция в смеси с фтористым кальцием и хлористым калием. При этом оказалось целесообразным такое устройство катода, при котором последний едва касается поверхности расплавленной массы по мере выделения кальция на катоде последний поднимают вверх. Нагревание расплава производят лишь в такой степени, чтобы оц оставался жидким. Если вести электролиз при температуре более высокой, чем точка плавления кальция, то значительная часть расплавленного кальция переходит в результате диффузии в плав и теряется вследствие вторичного окисления. Если же электролиз вести ниже температуры плавления кальция, то металлический кальций выделяется в виде губчатой, сильно загрязненной массы. При описанном устройстве катода на нем вследств(ие местного разогрева, вызываемого очень высокой плотностью тока, выделяется кальций, причем заметной диффузии его в более холодный плав уже не происходит. По мере подъема катода на нем застывает выделившийся кальций, так что образуется все более длинный стержень из чистого металла, поверхность которого защищена от окисления коркой из застывшей расплавленной массы. [c.275]

Электрохимические процессы очень часто приводят к образованию новых фаз. Так, при электролизе растворов щелочей получаются новые газообразные фазы — водород и кислород, возникшие в результате разложения жидкой фазы—-воды, а электролиз растворов хлоридов приводит к выделению газообразных водорода и хлора. При электролизе растворов солей металлов на катоде идут процессы образования новых жидких (ртуть, галлий) или твердых (медь, цинк, свинец, никель и т. д.) металлических фаз. Во время заряда кислотного аккумулятора твердый сульфат свинца на одном из электродов превращается в металлический свинец, а на другом— в двуокись свинца. Число этих примеров можно было бы значительно увеличить, но и этого достаточно, чтобы понять, насколько часто следует считаться с возникновением новых фаз з ходе электрохимических процессов. [c.346]

Электролитическое выделение некоторых щелочных и щелочноземельных металлов из их расплавленных соединений на жидком катоде из другого металла происходит значительно легче, с большим выходом по току и прн меньшем напряжении, чем на твердом катоде. [c.471]

Деполяризующее действие на выделение натрия могут оказывать и другие твердые металлы [32]. Например, было обнаружено, что из щелочных растворов натрий выделяется в заметных количествах на РЬ, 5п, В1, Т1 и других металлах. Было также установлено, что магний, нормальный потенциал которого равен —1,87 в, может выделяться на никелевом катоде [33, 34]. Однако, если на жидком катоде (например, в случае Н ) поверхность можно непрерывно обновлять и сохранять деполяризующее действие материала катода, то на твердом катоде по мере обогащения поверхности катода выделяющимся металлом деполяризующее действие материала катода прекращается, и выделения отрицательного металла не происходит. С этим связано наблюдающееся в начале процесса низкое значение потенциала катода и последующее его повышение. [c.191]

Выделение и ионизация металлов на жидком катоде [c.40]

Электролитическое получение сплавов с жидким катодом происходит с большим выходом по току и при меньшем напряжении, чем при обычном электролизе расплавленных солей с твердым индифферентным катодом. Естественное разделение (по плотностям) электродных продуктов уменьшает потери их, связанные с воссоединением, что должно обеспечить высокий выход по току. Отсутствие диафрагмы и возможность свести к минимуму расстояние между электродами должны приводить к снижению напряжения на электролизере. В том же направлении действует деполяризация при выделении металла на жидком катоде. Так, деполяризация при выделении натрия или калия на жидком свинце составляет величину -0,51 В, а при выделении кальция — даже 0,7 В. [c.289]

Электролиз расплавов с жидким катодом предлагался для выделения многих других металлов и получения разнообразных сплавов, как, например, магния с медью, оловом или алюминием, марганца с цинком, оловом, сурьмой или алюминием, бериллия с алюминием и т. п. [c.289]

Реакции осаждения твердых металлов, являются наиболее сложными электрохимическими процессами. Они, во-первых, включают специфическую стадию образования новой фазы и, во-вторых, протекают на поверхности, работающая часть которой является неопределенной и вдобавок энергетически неоднородной. При выделении металлов, хорошо растворимых в жидком катоде, например в ртути, или находящихся в жидком состоянии, эти факторы отсутствуют, поэтому закономерности кинетики реакций выделения металлов в этих случаях наиболее просты. [c.322]

КИНЕТИКА РЕАКЦИЙ ВЫДЕЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ НА ЖИДКИХ КАТОДАХ [c.322]

Если скорость диффузии металла, выделяющегося на жидком катоде в катодный сплав, будет меньше, чем скорость электролитического выделения металла, то металл, не успевая проходить вглубь катода, будет всплывать и или растворяться в электролите или окисляться воздухом на его поверхности, что вызовет большие потери металла. [c.331]

Величина деполяризации при выделении металлов из расплавов на жидком катоде зависит от свободной энергии образования сплавов, поэтому различна для разных металлов. Вследствие этого выделение металлов на жидком катоде при электролизе расплавленных солей происходит в ином порядке, чем на твердом. [c.332]

Ионизированные пары щелочного металла получали с помощью дугового разряда между жидким катодом и твердым молибденовым анодом. В качестве катода использовали щелочной металл, в парах которого испытывали образец. Катод расплавляли и испаряли с помощью специального нагревателя, а также за счет выделения энергии в катодном пятне дуги. [c.74]

Выделение металлов на жидком катоде [c.164]

ВЫДЕЛЕНИЕ МЕТАЛЛОВ НА ЖИДКОМ КАТОДЕ [c.148]

Такие приемы катодно-анодного рафинирования, вероятно, можно применить для грубого рафинирования не только свинца, но и других тяжелых цветных металлов от более электроположительных и более электроотрицательных примесей. Предполагается вести процесс очистки следующим образом. Первоначально на жидком черновом металле, служащем катодом, происходит выделение щелочных, щелочноземельных металлов и растворение в электролите неметаллов кислорода, серы, фосфора, теллура, селена и т. д. [3]. При переполюсовке электрохимически растворя- [c.280]

Деполяризация при выделении натрия на жидком свинцовом катоде. Образование жидкого сплава приводит к смещению катодного потенциала выделения металла в сторону более положительных значений, т. е. оказывает деполяризующее действие. Численная величина эффекта деполяризации (А ) представляет собой разность величин катодных потенциалов (фк) при выделении металла на жидком и твердом катодах. [c.284]

В связи с недостаточной изученностью вопроса электролитического выделения металлов на жидком катоде строго утверждать, что процесс диффузии является единственным процессом, определяющим выравнивание концентрапии, нельзя. Выравнивание концентрации по высоте катода может происходить также вследствие перемещения поверхностных слоев катодного сплава, вызываемого неравномерной поляризацией. Однако оценить количественно этот фактор и объяснить влияние высоты катода на выход металла по току с этих позиций сегодня не представляется возможным. [c.291]

Жидкий аммиак. Если не считать амальгам, полученных при электролизе растворов нитратов тяжелых металлов в жидком аммиаке [266], то первой удачной попыткой является электролитическое выделение металлов из застворов в жидком аммиаке. В работе 243] приводятся данные по анодному растворению и катодному осаждению серебра из раствора цианистого серебра в жидком аммиаке. Серебро было выделено на платиновом катоде. [c.102]

Щелочноземельные металлы. Кальций получают путем электролиза его расплавленного хлорида с применением электрода касания либо путем его выделения на жидком медном катоде с последующей отгонкой [11]. Стронций и барий также могут быть получены подобным путем, однако в промышленности эти процессы не реализованы. [c.127]

При осаждении металлов на твердых катодах в основном наблюдаются те же закономерности, что и при их выделении на жидких катодах. Скорость реакции зависйт от природы металла, состава раствора и присутствия поверхностно-активных веществ. В связи с тем, что иоверхность твердого металла физически неоднородна, она неоднородна и энергетически. Энергетическая неоднородность поверхности приводит к тому, что даже очень малые концентрации поверхносто-активных веществ в растворе оказывают сильное влияние на процесс осаждения. Кроме того, истинная поверхность твердого электрода в процессе осаждения подвергается [c.326]

Перспективным может оказаться катодный процесс выделения металлов на жидком гаялиевом катоде (фоа — 2 в). Высокая температура кипения, галлия ( 120(У ), позволяет лепко отговять в вакууме чистые фракции ряда легко кипящих металлов. [c.77]

Наконец, необходимо отметить амальгамы, о существовании которых упоминалось сравнительно давно. Рзэ цериевой группы образуют амальгамы легче, чем элементы иттриевой группы. Амальгамы можно получать замещением щелочных металлов редкоземельными металлами из насыщенных спиртовых растворов безводных хлоридов [2031], прямым растворением редкоземельных металлов и ртути или выделением на ртутном катоде при электролизе. Последний метод широко применяется при электролитическом отделении 8т, Ей и УЬ от других элементов. Амальгамы с содержанием до 5% редкоземельного металла еще жидки, но при дальнейшем увеличении его концентрации постепенно переходят в пастообразные смеси. Вакуумной отгонкой можно почти полностью освободить сплав от ртути. Остаточные количества ртути удерживаются довольно прочно, особенно для тяжелых рзэ. При нагревании нлн стоянии на воздухе амальгамы имеют тенденцию к разрушению, которое при соприкосновении с кислородом сопровождается быстрым окислением. [c.29]

Значительный интерес представляет электролиз расплавленных солей с жидким катодом, для получения некоторых сплавов он аналогичен электролизу со ртутным катодом в водных растворах. При разряде металлов на жидком катоде процесс сопровождается деполяризацией за счет образования сплавов. Большое значение здесь имеет скорость диффузии выделяемого металла в катодный сплав. Если скорость электролитического выделения больше, чем скорость диффузии выделяющегося металла вглубь жидкого сплава, то часть металлов будет растворяться в электролите и всплывать или сгорать на поверхности его. Подбор плотности тока при электролизе с жидким катодом требует особого внимания. Для лучшей диффузии металла в сплав приходится применять перемешивание катодного сплава. Например, при получении свинцово-кальциевых сплавов на поверхности катода наблюдается образование коррчек, обогащенных кальцием их можно устранить путем перемешивания расплава (см. рис. 250). [c.412]

Например, электролит-ическое выделение ряда щелочных и щелочно-земельмых металлов из их расплавленных солей на жидком катоде протекает значительно легче и с большим выходом по току, чем на твердом катоде. Опыты К- П. Баташева и М. А. Виноградовой [19] по получению сплава свинца с барием показали, что при электролизе расплава ВаСЬ + КС1 с применением жидкого свинцового катода выход по току доходит до 90%, между тем как выход по току при получении чистого бария равен нулю. Однако при насыщении сплава барием до 25—30% наблюдаются большие потери бария в результате образования субхлорида (ВаС1). [c.326]

При выделении какого-либо металла на жидком катоде, так же, как и на твердом, должна изменяться электродвижущая сила внутренней цепи. Решающим фактором тут будет, очевидно, скорость диффузии выделяющегося металла в жидкий катод. Если скорость диффузии меньше скорости осаждения металла из расплава, то выделяемый металл накапливается на поверхности и обусловл1ив1ает сплошную поляризацию электрода. При этом более активный металл должен обеспечить и большую электродвижущую силу. [c.334]

Ha ЖИДКОМ катоде разряд ионов натрия заметно облегчается за счет деполяризации при образовании сплава. Если основной металл (РЬ, d, Sn) содержит примеси висмута, то при катодном выделении щелочного металла образуется интерметаллическое соединение NasBi с высокими температурой плавления и теплотой образования. Поэтому образующийся интерметаллнд плохо растворим в свинце и он может переходить в расплавленный едкий натр. В этом случае существует определенное равновесное распределение для процесса образования NasBi с переходом в солевую фазу [c.276]

Фторид аммония имеет гексагональную решетку, чем отличается от галогенидов щелочных металлов, а также от других галогенидов аммония, которые имеют кубические решетки. Термическая диссоциация количественно не изучалась, но известно, что уж(3 при температуре ниже 100° она значительна, в то время как у хлорида аммония она становится заметной приблизительно выше 200° для диссоциации же других галогенидов аммония необ-ходилмы еще более высокие температуры. В отличие от других галогенидов, фторид аммония практически нерастворим в жидком аммиаке, но легко растворяется в воде. Электролиз водных растворов приводит к выделению водорода на катоде и смеси азота и кислорода на аноде [174]. Фторид аммония хорошо растворим во фтористоводородной кислоте. [c.28]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология