Медь, катодное выделение

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]

Катодное выделение рафинированной меди производят на так называемых маточных листах, получаемых электролитическим осаждением меди на матричных основах в специальных ваннах. [c.232]

Потенциалы металлов группы железа в растворах их солей не соответствуют расчетным равновесным потенциалам—они менее отрицательны и неустойчивы. Известно, что на потенциалы и перенапряжение при выделении металлов группы железа сильное влияние оказывает температура. При ее повышении потенциал в растворе соли соответствующего металла приближается к расчетному равновесному значению для заданной активности ионов данного металла, а перенапряжение при катодном выделении снижается настолько, что приближается к перенапряжению при выделении, например, меди. Поэтому металлы [c.289]

При катодном выделении серебра, кадмия, цинка, меди величина плотности тока изменялась с температурой в соответствии с данными табл. V.l. Все измерения i проведены при постоянном значении перенапряжения т] = 0,15 В. Допуская отсутствие торможений химической стадии и стадии кристаллизации, установить для каждого металла природу замедленной стадии, н зависимости от чего вычис- [c.152]

Поляризация катодного выделения водорода, имеющая обычно электрохимическую природу, в существенной мере определяется материалом катода и практически не зависит от концентрации электролита [207]. Величина pH оказывает влияние на поляризацию процесса лишь при низких плотностях тока. Из побочных реакций, которые могут протекать на катоде, следует отметить процесс катодного восстановления сравнительно электроположительных катионов (например, меди, никеля), перешедших в раствор с анода [115]. Данный процесс облегчается в кислых средах. В достаточно концентрированных подкисленных нитратных электролитах может происходить катодное восстановление анионов N0 до анионов N0 , а при значительном отрицательном смещении потенциала до образования аммиака [184]. Восстановление катионов нейтрального электролита (обычно К" , Ма+) невозможно вследствие очень низких электроотрицательных значений их равновесных потенциалов, которые обычно не достигаются в условиях анодного растворения металлов. При исследовании кинетики анодного растворения металлов широко применяются методы снятия поляризационных кривых и температурно-кинетический метод. Рассмотрим несколько примеров использования этих методов применительно к анодному растворению металлов и сплавов различной природы. [c.35]

При катодном выделении цинка природа материала подложки оказывает существенное влияние. Установлено, что в качестве катодов для выделения цинка необходимо использовать электроды из металлов с высоким перенапряжением выделения водорода, такие как алюминий и медь. [c.109]

Наряду с показанной на рис. 20.11 возможностью уменьшения перенапряжения при катодном выделении водорода можно также, например добавлением меди в сплавы свинца, уменьшить затрудненность восстановления кислорода. Поскольку при этом достигаются более положительные потенциалы, такие легирующие элементы могут быть весьма эффективными. Действие в таком же направлении оказывает, например платина, несколько менее выраженно действует палладий напротив, золото практически не дает эффекта [43]. [c.399]

Следует, однако, указать и на оборотную сторону медали. Расширение области идеальной поляризуемости, которая обычно ограничена потенциалами реакций электрохимического разложения растворителя (в воде — катодного выделения водорода и анодного вьщеления кислорода), стало возможно за счет увеличения перенапряжения указанных реакций. А это может явиться следствием меньшей электрохимической активности алмаза, как электродного материала, по сравнению, например, со стеклоуглеродом и подобными материалами. Этот вывод, вообще говоря, подтверждается исследованием кинетики многих электрохимических реакций на алмазе (см. ниже, раздел 6.1). Таким образом, оценка электродных [c.24]

Так, например, при электролизе раствора, содержащего двузарядные ионы железа и меди, катодным процессом является выделение меди, а анодным — окисление железа [c.300]

Пусть исходная концентрация меди(II) равна 0,01 М и наложенное на ячейку напряжение, составляющее 2,0—2,5 В, достаточно, чтобы вызвать быстрое и количественное выделение меди. Как только начинается осаждение металла меди, катодный процесс восстановления меди (II) происходит уже на поверхности платинового электрода, покрытого медью [c.414]

Перенапряжение металлов. Катодное выделение металлов, как и выделение водорода, происходит не вполне обратимо и требует некоторой добавочной поляризации. Правда, во многих случаях выделение металла начинается при почти равновесном потенциале, например при электролизе простых солей ртути или висмута. При электролизе простых солей меди, серебра, цинка, кадмия, свинца наблюдается заметная поляризация, хотя и меньшая, чем при выделении водорода. Наконец, выделение железа, кобальта и никеля происходит при очень большой поляризации, при 15° составляющей 0,22 в для железа, 0,24 в для кобальта и [c.412]

Так как на аноде, в соответствии с количеством прошедшего электричества, растворяются и серебро и медь (и другие примеси), на катоде же выделяется только серебро, то электролит обогащается медью и обедняется серебром. Из соотношения эквивалентных весов (107,88 для А + и 31,77 для Си +) следует, что на 1 г анодно растворенной меди электролит теряет за счет катодного выделения 3,4 г серебра. При переработке анодного металла, богатого медью, это нужно учитывать и пользоваться электролитом с повышенным содержанием азотнокислого серебра. Впрочем, и катодный выход по току серебра немного ниже 100%, так как часть тока расходуется на катодное восстановление азотной кислоты. Этим отчасти компенсируется анодная потеря тока на растворение меди, и при анодах с небольшим содержанием меди обеднения электролита серебром не наблюдается. Убыль азотной кислоты нужно компенсировать добавками ее. [c.453]

По другой точке зрения происхождение металлического перенапряжения связано с процессом выделения водорода. Разряд водородных ионов является потенциально конкурирующей катодной реакцией при электролизе любых водных растворов, в том числе и растворов, содержащих соли металлов. Если на катоде наряду с металлом происходит также образование водорода, то последний может влиять и на кинетику электрохимического выделения металла, и на свойства его катодных осадков. Известно, что электролитические осадки железа, никеля и кобальта всегда содержат заметное количество водорода. Включения водорода можно рассматривать как одну из возможных причин искажения кристаллической решетки осадков этих металлов, появления в них внутренних натяжений, хрупкости и т. п. В меньших количествах водород присутствует в осадках меди и цинка. Его практически не удается обнаружить в электролитически осажденных кадмии или свинце. Из этого следует, что металлическое перенапряжение увеличивается параллельно с количеством водорода, включенного в осадок металла, т. е. водород, по-видимому, затрудняет процесс катодного выделения металла. Предполагалось, что водород выступает здесь в роли отрицательного катализатора, тормозя разряд за счет создания поверхностной пленки или образования гидридов металлов. [c.439]

Д. Зив, В. Зив и Синицына применили электрохимический метод для определения растворимости гидроокиси полония. При изучении зависимости потенциала выделения полония от его концентрации в нейтральной среде оказалось, что при pH 7 (в присутствии 10 м. ацетатного буфера) по достижении определенной концентрации полония ( 10" м.) потенциал катодного выделения полония остается неизменным. Очевидно, образуются нерастворимые соединения и эффективная концентрация ионов полония остается постоянной, соответствующей растворимости гидроокиси. Из этих данных вычислена величина ПР Ро(ОН)4= 10 . Приведенное значение согласуется с полученными ранее Однако, как выше уже указывалось, это значение, возможно, отвечает в действительности не ПР=[Ро ]-[ОН] , а переходу твердая фаза раствор, и перегиб кривой потенциала выделения обусловлен не образованием молекул гидроокиси, а образованием полонием собственной твердой фазы. Как было установлено при исследовании выделения Ро на меди, сдвиг равновесия в сторону увеличения содержания ионной части возможен в первом случае и невозможен во втором. Величина сдвига равновесия зависит от характера воздействия. Выделение Ро под действием электрического тока является достаточно сильным воздействием и может сдвинуть равновесие [c.108]

Результаты работ некоторых исследователей [332, 333], а также полученные нами данные [334] показывают, что катодная поляризация при электроосаждении меди из этилендиаминовых растворов в основном также имеет химический характер. Исследование кинетики этого процесса [334] приводит к выводу, что и в данном случае особенности катодного выделения меди обусловлены пассивированием поверхности электрода. [c.190]

Нами исследовался процесс катодного выделения меди и кадмия из комплексных электролитов с добавкой дибутиламина, для которого в выбранном диапазоне pH (4—12) характерно закономерное изменение ионной и молекулярной форм в растворе. [c.77]

Катодное выделение меди и кадмия на ртути. [c.78]

Из этих уравнений следует, что повышение концентрации ионов цинка и понижение температуры будут способствовать повышению выхода по току цинка. Повышение катодной плотности тока также должно повышать выход по цинку. Выход [ю току цинка уменьшается не только из-за катодного выделения водорода, но также из-за наличия в электролите примесей. Такими примесями могут быть соединения кадмия, алюминия, титана, германия, сурьмы, мышьяка, железа, кобальта, никеля и меди. Наиболее вредной примесью является германий. Уже при содержании германия [c.67]

Известны два способа электролитического получения никеля с применением нерастворимых и растворимых анодов. В первом случае никель получается из растворов, полученных при выщелачивании никельсодержащего сырья. Однако основная масса никеля получается по второму способу. Этот способ состоит из двух основных циклов катодного выделения никеля и переработки электролита с целью выделения из него меди и кобальта. [c.71]

Рядом авторов предложен способ выявления р—п-переходов, в основе которого лежит осаждение некоторых благородных металлов на кремнии при химической обработке его поверхности растворами солей этих металлов. Как было уже отмечено в главе УП1, на поверхности кремниевого электрода в отсутствие внещнего тока протекают противоположно направленные сопряженные электрохимические реакции. На анодных микроучастках поверхности, как правило, происходит переход кремния в раствор в виде комплексных ионов, на катодных — выделение водорода или восстановление окислителя. Если в электролите присутствуют ионы меди, серебра, золота и т. д., то на катодных участках эти металлы выделяются в свободном состоянии. Полный катодный ток всегда равен полному анодному току, так что на каждый грамм-эквивалент растворенного кремния приходится грамм-эквивалент осажденного металла. Скорость осаждения металла на катодных микроучастках кремния можно контролировать, ре- [c.174]

Перенапряжение реакции вызвано замедлением стадии химической реакции, предшествующей электрохимической стадии или последующей ей. Если электрохимическая стадия представляет собой, например, процесс Ох + ze Red, то предшествующая разряду химическая реакция может быть в общем виде представлена как vA -> Ох, а последующая vRed -> В. Например, при катодном выделении меди из раствора, в котором содержится u( N)2, до разряда идет химическая реакция u( N)2 u N + N", после чего наступает электрохимическая — u N + i" u + N". При выделении водорода за счет разряда ионов НзО образуются атомы водорода, которые затем участвуют в реакции молизации 2Н -> - Н2. [c.509]

Автор работы [75], наоборот, совсем не учитывает кристаллизационного перенапряжения при оценке электродного потенциала деформированного медного электрода в водном растворе Си504. При этом он утверждает, что деформированный металл (медь), погруженный в раствор собственных ионов, никогда не принимает обратимого потенциала. Предполагается, что в прямой анодной полуреакции растворения участвует деформированный металл, а в сопряженной обратной катодной полуреакции осаждения — равновесный электровосстановленный (т. е. не-деформированный). В результате между ними устанавливается не обратимый, а смешанный потенциал, хотя баланс массопере-носа сохраняется. Такое предположение находится в прямом противоречии с известными экспериментальными данными о катодном выделении меди на поверхности медных усов [76], свидетельствующими о большом кристаллизационном перенапряжении (до ста милливольт). При этом анодное растворение кристаллов меди происходило в определенных слабых местах, на которых затем обратно осаждался металл при последующем включении катодной поляризации, тогда как на остальной поверхности выделения металла не происходило. Возвращение ад-атома в кри- [c.89]

В работе [83], наоборот, совсем не учитывается кристаллизационное перенапряжение при оценке электродного потенциала деформированного медного электрода в водном растворе Си304. При этом утверждается, что деформированный металл (медь), погруженный в раствор собственных ионов, никогда не принимает обратимого потенциала. Предполагается, что в прямой анодной полуреакции растворения участвует деформированный металл, а в сопряженной обратной катодной полуреакции осаждения — равновесный электровосстановленный (т. е. недеформированный металл). В результате между ними устанавливается не обратимый, а смешанный потенциал, хотя баланс массопереноса сохраняется. Такое предположение находится в прямом противоречии с известными экспериментальными данными о катодном выделении меди на поверхности медных усов [84], свидетельствующими о большом кристаллизационном перенапряжении (до 100 мВ). При этом анодное растворение кристаллов меди происходило в определенных слабых местах, на которых затем обратно осаждался металл при последующем включении катодной поляризации, тогда как на остальной поверхности выделения металла не происходило. Возвращение ад-атома в кристаллическую решетку при катодном процессе, связанное с преодолением кристаллизационного перенапряжения, переводит атом в первоначальное состояние напряженного металла, и элементарный акт растворения — восстановления является обратным при соответствующем равновесном потенциале. [c.92]

Разноввдность Э.- метод внутр. (самопроизвольного) электролиза, когда электрохим. р-ция в ячейке (гальванич. элементе) протекает самопроизвольно без приложения внеш. напряжения. Катодом служит инертный металлич. электрод (обычно платиновая сетка), анодом - электрохимически активный электрод, напр, пластинка из меди, цинка или магния. Электролиз начинается в момент соединения электродов внеш. проводником и проходит до тех пор, пока полностью не выделится определяемый металл. Для поддержания относительно высокой силы тока применяют электроды большого размера, хорошо перемешивают р-р, вводят инертный электролит. Чтобы избежать вьщеления определяемого в-ва на аноде (цементация), анодное пространство отделяют от катодного пористой диафрагмой или анод изолируют от анализируемого р-ра с помощью пористого керамич. стаканчика, заполненного р-ром соли металла, из к-рого изготовлен анод. При правильном выборе анода можно проводить селективные определения. Напр., с платиновым катодом и медным анодом в р-ре сульфата меди определяют Ag в присут. Си, Ре, N1 и 2п. В общем случае при катодном выделении определяемого в-ва потенциал анода должен быть отрицательнее потенциала рабочего электрода. Метод внутр. электролиза более пригоден для определения сравнительно малых кол-в в-ва, отличается простотой и селективностью недостаток метода - длительность анализа (для полного вьщеления осадка необходимо вести электролиз не менее часа). [c.423]

Наилучшие результаты по электроосаждению галлия достигнуты в глицериновых электролитах [641, 585, 580—583]. Изучено катодное выделение галлия в чистом виде и совместно с отдельными металлами (Сс1, Си, 2п, 5Ь). Процесс сопровождается концентрационной поляризацией и наиболее успешно протекает на гетерогенной поверхности (например, меди). Рекомендуемый температурный интервал — от комнатной до 60 °С. При соосаждении увеличение плотности тока и уменьшение суммарной и относительной концентрации совместно разряжающихся ионов приводит к снижению процентного содержания галлия в сплаве и ухудшению качества последнего. Полученные электролитические сплавы представляют собой твердые растворы с интерметаллическими соединениями типа ОаСи4, Оаг2п5, ОагСс15. Удовлетворительного качества осадки толщиной 10—15 мкм получаются при низкой катодной плотности тока (до 10 мА/см ). Так, плотные, мелкозернистые, хорошо сцепленные с основой светло-серые сплавы Оа—Сс1, содержащие 4—40 % Оа, получены при к = 0,25- 5,0 мА/см , температуре 60°С и перемешивании [585]. В глицериновых и этиленгликолевых электролитах возможно также совместное осаждение галлия и фосфора [580]. [c.154]

Около 50 лет назад Гофманн [22] описал элемент, в котором в качестве топлива использовался СО. Элемент с анодом из пористой меди и пористым угольным воздушным катодом показал при работе на щелочном электролите (NaOH) напряжение холостого хода 1,04 в. Гофманн рассматривал его как Н2—02-потенциал, считая, что водород должен возникать благодаря предварительной конверсии согласно реакции СО + 20Н ->С0 + 2Надс. Мы не согласны с этим объяснением, так как СО—Оо-потенциал превышает измеренное напряжение более чем на 0,45 в, а следовательно, как схематически поясняется на фиг. 99, электрохимическая десорбция СО должна сопровождаться катодным выделением Н2 на том же самом электроде (об отдельных реакциях и их потенциалах см. в разд. 7.1). Согласно этому объяснению, окись-угле-родный диффузионный анод должен изготавливаться и.з материала, обладающего особой способностью активировать СО, но имеющего по возможности высокое водородное перенапряжение. Фактически Си-ДСК-электроды с опорным скелетом, не содержащим N1, показывают напряжение холостого хода по отношению к О2 1,17 в, что превышает Нг—Ог-напряжение, равное 1,13 в (ср. фиг. 12в) этим подтверждается наше объяснение. [c.104]

Как Гофман, так и Грюнеберг обосновали свою гипотезу предварительного образования водорода на основе измеренных равновесных потенциалов на электродах из окиси углерода, ибо на ДСК-электродах из никеля Ренея (соответственно меди Ренея) с опорным скелетом из карбонильного ппкеля окись углерода устанавливает обратимый водородный потенциал с точностью до 20 мв. Однако такой вывод не является неизбежным, так как обратимый потенциал окиси углерода (фиг. 98) в 5 н. КОН на 450 мв отрицательнее, чем обратимый водородный потенциал [6]. Поэтому наряду с анодным растворением окиси углерода неизбежно должно происходить катодное выделение водорода на электроде. Выделение водорода тем сильнее, чем отрицательнее потенциал и чем меньше водородное перенапряжение на примененном для электрода материале. Исходя из вышесказанного, на обратимом водородном электроде, каким является использованный Грюнебергом никелевый ДСК-электрод, при работе с окисью углерода можно ожидать лишь потенциала, близкого к обратимому водородному потенциалу. [c.292]

Катодное выделение меди из перхлоратиых растворов меди в ацетонитриле и диметилформа.миде на Р1-микро-электроде исследовано С. Г. Бяллозор [166—171]. [c.48]

На рис. 120 приведены кривые катодной поляризации золота и сплава Аи — Ag - Си из щелочного цианистого электролита. Присутствие ионов серебра и меди способствует выделению золота в сплав со сверхполяризацией (серебро восстанавливается при к = 0,05 А/дм , а медь — при > [c.201]

Интересные наблюдения сделал Вермилья при исследовании катодного выделения меди на поверхности медных усов (игольчатых кристаллов). На очень маленьких усах диаметром 3 мп выделение металла с образованием новых зародышей удалось наблюдать только при катодном перенапряжении больше т = = —100 мв. На усах большего размера и на медной проволоке диаметром от 45 до 75 мк, напротив, оказался возможным рост усов при перенапряжении от —10 до —15 мв. Это явление можно объяснить тем, что маленькие усы при ничтожном увеличении их размеров все еще являются совершенными кристаллами, на которых не возможен никакой спиральный рост, так как не существует дефектных мест. При анодной обработке такие совершенные кристаллы растворяются только в особых местах (питтингах), которые при последующем катодном осаждении снова зарастают, причем на остальной поверхности выделение металла не происходит. При дальнейшем выделении металла эта реакция про- [c.704]

Катодное выделение германия из водных растворов изучалось неоднократно еще со времен Винклера. Однако количественного выделения германия или образования сколько-нибудь толстых отложений его на катоде получить не удавалось. Подобно вольфраму, гер1маний может быть выделен электролизом только в виде сплавов, в частности с оловом или медью. С медью германий образует интерметаллическое соединение состава СизОе белого цвета, которое применяется как защитное и декоративное покрытие. [c.217]

Такой эффект катодного выделения более положительных металлов и, вследствие этого, ускорение коррозии наблюдается также, если в растворе находятся соли тяжелых металлов с достаточно положительным электрохимическим потенциалом (Р1, Аи, kg, Си, N1 и, в меньшей степени. Ре). Поэтому в замкнутых полиметаллических системах, по которым циркулируют водные растворы, например, морская вода, наблюдается усиление коррозии алюминия и его сплавов, если в этой системе находятся медь или медные снлавы, даже при отсутствии электрического контакта с алюминием. Таким образом, сравнительно высокую коррозио1ь ную стойкость чистого алюминия и некоторых его сплавов, кроме основного влияния защитных кроющих иассивны.ч пленок (анодный контроль), в значительной мере объясняют высоким перенапряжением выделения водорода на поверхности алюминия, особенно в пассивном состоянии (катодный контроль). Примеси тяжелых металлов (в первую очередь в практических условиях железа илн меди) сильно понижают химическую устойчивость алюминия не только вследствие нарушения сплошности защитных пленок, но и благодаря облегчению катодного процесса. Присадки более электроотрицательных металлов с высоким перенапряжением водорода (Mg, 2п) в меньшей степени понижают коррозионную стойкость алюминия. [c.261]

Количество электролита, подлежащего обезмеживанию, определяют, например, следующим образом. Примем, что в рафинировочной установке циркулирует 18 раствора на 1 т суточной производительности. Так как анодное растворение на 1% превышает катодное выделение, то за сутки эти 18 обогатятся медью на 10 кг, которые и нужно удалить. Если при обезмеживании содержание меди снижается с 42 до 10 г/л, т. е. на 32 г, то количество электролита, который нужно за сутки подвергнуть обезмеживанию, составит = 0,31 м , пли- 100—1,73% от всего [c.448]

Измерения [202, 203] показывают, что величина поляризации при анодном растворении, так же как и при катодном выделении, например, цинка и меди зависит от текстуры металлов, хшыми словами, от типа кристаллических граней, выходящих на поверхность электрода. [c.99]

По данным Пионтелли [9], Мюллера [10] и других, электрокристаллизация металлов из чистых хлоридных растворов протекает при несколько меньшей поляризации электрода. Авторами установлено, что деполяризующее действие ионов хлора при выделении металлов из растворов с добавками чрезвычайно велико. Представление об этом эффекте применительно к катодному выделению металлов на ртути дают кривые I — ф, снятые на автоматическом полярографе Орион (рис. 2). Из верхнего графика видно, что введение в сульфатные электролиты небольших количеств (0,005 н.) ионов тетрабутил аммония приводит к очень резкому торможению катодных процессов. Увеличение поляризации (Дф для I = / пр) в отдельных случаях составляет 0,7—0,9 в (В1, Сс1). Торможение электролиза происходит почти до достижения потенциала десорбции добавки с электрода. Несколько более ранний подъем тока для кислых растворов объясняется разрядом ионов водорода. В отличие от этого в хлоридных электролитах [ (С4Нд)4К ] 2804 не затормаживает выделения меди и висмута и лишь несколько увеличивает поляризацию при разряде ионов кадмия. Почти не снижается поляризация при выделении на Н никеля и марганца. Уменьшение торможения при адсорбции ионов хлора происходит и при анодном растворении металлов. Аналогичный эффект наблюдается для многих других органических добавок. [c.383]

Для сравнительной характеристики тормозящего действия дибутиламина в трилонатных растворах была изучена кинетика катодного выделения меди и кадмия в других комплексных электролитах. [c.78]

Статьи по электрохимии освещают вопросы коррозии меди, латуни и железа, адсорбции некоторых ПАВ и их влияния на скорость катодного выделения и анодного растворения металлов, поведения титан-двуокисномарган-иевых анодов. [c.2]

Катодное выделение небольших количеств хрома из расплавленных шлаков отмечалось при электролитическом восстановлении кремния [48] и при обессеривании чугуна [49]. И. Н. Захаровым 50] изучался электролиз расплавов, содержащих 35% СаО, 44% AI2O3, 10% В2О3, 6% MgO и 5% СГ2О3. Катодом, а также свидетелем (регистрирующим изменение состава металла в отсутствие тока) служила расплавленная медь, а анодом металлический хром. Анодное пространство [c.154]