Восстановление иона стадии процесса

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]

Так как электрохимическая коррозия протекает через несколько взаимосвязанных стадий, то скорость ее зависит от скорости самой медленной стадии, называемой лимитирующей (контролирующей) стадией процесса. Все остальные стадии вынуждены иметь скорость, равную скорости лимитирующей стадии процесса. Поскольку коррозионные элементы являются короткозамкнутыми микроэлементами, то движение электронов в металле не может быть лимитирующей стадией процесса. Движение ионов в растворе обычно также не лимитирует процесс коррозии ввиду очень малого расстояния между микроэлектродами (исключение составляют растворы с очень малой электропроводностью). Следовательно, лимитирующими стадиями могут быть или реакции анодного окисления металла (анодный контроль), или реакции катодного восстановления окислителя (катодный контроль), или те и другие одновременно (смешанный контроль). [c.214]

Е1 процессе выравнивания электронной плотности слабых окислителей и восстановителей после окончания первой стадии процесса участвуют различные функции. Так, например, ион иода 1 в воде проявляет слабую функцию донора электронов. В процессе восстановления какого-либо вещества ионами иода появляется окисленная форма Ь, которая имеет слабую АПЭ-функ-цию. Низкая электронная плотность повышается в результате реакции иода либо как акцептора пары электронов (кислоты Льюиса), либо как акцептора электронов — окислителя. [c.454]

Скорость электрохимического процесса в обратимой окислительновосстановительной системе зависит от соотношения концентраций окисленной и восстановленной форм ионов. Если наиболее замедленная стадия процесса электролиза имеет диффузионную природу (концентрационная поляризация), то зависимость скорости (силы или плотности тока) электролиза от состава исследуемой обратимой системы рассчитывается по уравнению [c.418]

Приведенная схема позволяет объяснить непропорциональность содержания металлов в сплаве их концентрациям в электролите. В результате указанных реакций образуется сплав, по электрохимическим характеристикам расположенный между чистыми металлами. Медленной стадией процесса восстановления сплава N1—Со может быть диффузия ионов к поверхности. [c.168]

Если потенциал металла отрицательнее потенциала водородного электрода, то процесс коррозии протекает как с поглощением кислорода, так и с выделением водорода. Если кислород в системе отсутствует или быстро расходуется в результате коррозии, например, в закрытой системе, то коррозия протекает лишь с выделением водорода. Однако и при наличии кислорода в системе скорость его восстановления в некоторых случаях мала по сравнению со скоростью выделения водорода, например, в растворе кислоты на цинке, железе, марганце. При этом в первом приближении можно пренебречь скоростью коррозии за счет поглощения кислорода и говорить лишь о скорости коррозии с выделением водорода. Ввиду большой подвижности ионов Н+ обычно стадия подвода не лимитирует реакцию катодного выделения водорода. Скорость процесса определяется скоростью собственной реакции восстановления ионов Н Н+ + е - -Н аде ИЛИ соединением атомов водорода в молекулу Надс + Н,дс->-Н2. [c.232]

О скорости течения на электроде той или иной электрохимической реакции лучше всего судить по изменению потенциала электрода при пропускании через него тока. Реакции, идущие с большой скоростью, не приводят к сколько-нибудь заметным изменениям потенциала электрода при пропускании через него тока. Реакции, протекающие со значительным торможением какой-либо из стадий суммарного процесса, сопровождаются значительным изменением потенциала электрода. В первом случае реакция не сопровождается заметной поляризацией электрода, во втором — электрод подвергается сильной поляризации. Так, например, незначительное изменение потенциала электрода при анодном растворении металла показывает, что реакция ионизации (1.1) идет без заметного торможения. При этом электрод практически не поляризуется. Значительная поляризация электрода, наблюдающаяся, например, при протекании на нем реакции восстановления ионов водорода или молекул кислорода [c.9]

Кинетика катодного процесса разряда меди исследовалась в основном для стадии восстановления иона Си+ в отдельных растворителях. Методом стационарных поляризационных кривых в ледяной уксусной кислоте установлен первый порядок (по ионам меди) катодной реакции восстановления Си+ [356]. Скорость катодного процесса реакции Си Си++е выражается уравнением [c.83]

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]

Высота пика прямо пропорциональна концентрации определяемого вещества или иона. Форма пика (при анодном растворении амальгамы металла) объясняется следующим образом. При достижении равновесного потенциала системы амальгама/ионы металла и снижении потенциала в положительную сторону через электрод протекает анодный ток, величина которого возрастает в соответствии с законами электрохимической кинетики. Однако Гфи уменьшении концентрации частиц на поверхности электрода лимитирующей стадией процесса может стать доставка (например, диффузия атомов металла к поверхности), а не ионизация, и ток будет уменьшаться, по мере электроокисления металла практически падая до нуля. Очевидно, что площадь под анодным пиком равна количеству электричества, затраченного на восстановление металла и, по закону Фарадея, связана с количеством растворенного металла. Для оценки концентрации ионов металла можно измерять и площадь под пиком, и высоту пика. Величина и форма аналитического сигнала зависят от формы поляризующего напряжения в перечисленных выше вариантах вольтамперометрии. [c.774]

К настояш ему времени известно уже довольно много примеров электродных процессов с обратимой электрохимической стадией и последуюш ей бимолекулярной реакцией. Димеризация электродных продуктов имеет место при восстановлении ионов тропилия [720—722] сдвиг волны к положительным потенциалам с повышением концентрации тропилия [722] свидетельствует о достаточно высокой скорости переноса электронов, т. е. о заметной обратимости электрохимической стадии процесса о том же свидетельствует и форма волны тропилия [721]. [c.207]

В настоящее время известно, что коррозия латуней начинается с преимущественного растворения цинка (см. гл. 1 и 3). В дальнейшем (в зависимости от условий) латуни растворяются либо равномерно, либо селективно, причем в последнем случае процесс СР сопровождается фазовым превращением медн в поверхностном слое или же обусловлен восстановлением ионов меди из раствора в собственную фазу. В связи с этим для выяснения механизма легирующего действия на обесцинкование латуней целесообразно рассмотреть закономерности влияния добавок на отдельные стадии этого процесса.. [c.172]

Процесс восстановления иона, несущего г положительных зарядов, складывается из ряда последовательных стадий, а именно [c.68]

Для восстановления теллура до четырехвалентного в раствор добавляют сульфат закиси железа и соляную кислоту. Для очистки раствора от меди и железа, последний нейтрализуют содой и щелочью. При этом медь и железо выпадают в осадок в форме гидратов, при фильтрации и отмывке которых теряется до 20% теллура. С целью уменьшения потерь теллура и упрощения этой стадии процесса в Гинцветмете проводятся исследования по применению реакций ионного обмена для отделения теллура от меди и железа. [c.225]

Аноды, нагретые до 450 °С, показали максимальную активность в реакции выделения кислорода, которую авторы [73] связывают с происходящим при этом переходом р-МпОг — — а-МпгОз и появлением на поверхности оксида ионов Мп +. Присутствие разновалентных ионов облегчает обмен зарядами между разряжающимися частицами (ОН , l", НгО) и анодом [74]. Лимитирующей стадией процесса становится окисление восстановленного иона в низшей степени окисления [c.43]

Восстановление нитросоединений. — Нитробензол. При восстановлении достаточно сильными реагентами (например, хлористым оловом) нитробензол может быть превращен с высоким выходом в анилин. Применяя более слабые восстановители и подбирая соответствующую кислотность или щелочность реакционной смеси, можно получить ряд соединений, представляющих различные промежуточные стадии процесса восстановления нитробензола. Некоторые нз этих соединений являются непосредственными продуктами реакции восстановления, тогда как другие образуются в результате вторичных превращений. Особенно тщательно изучены реакции электрохимического восстановления (Габер, 1900), где возможен точный контроль процесса путем регулирования напряжения, плотности тока и концентрации водородных ионов. Результаты этих исследований показали, что первичные стадии восстановления протекают в такой последовательности [c.205]

В ходе этих рассуждений не принималось во внимание возможное торможение процесса (7.34) за счет электрохимической стадии восстановления ионов 1 , т. е. перенапряжение перехода принималось незнл-чительным. Для окислительно-восстановительной системы иод — ио-дид это обосновывается относительно большим током обмена. Последний, в зависимости от концентрации окисленной и восстановленной формы, колеблется в пределах 0,1—0,01 а/см . [c.180]

Механизм восстановлення цинком в основном не отличается от механизма восстановления оловом Начальной стадией процесса, предшествующей собственно восстановлению, является адсорбция молекул органического соединения, а также кислоты нли основания иа поверхности металла, где онн активизируются. Адсорбции и активации могут, вероятно, подвергаться и ионы Н" ", что подтверждается многочисленными случаями увеля-чеиия скорости восстановления после разбавления кислоты водой [135]. Восстановлений Jilключaeт я в отщеплении от метачла и кислоты или основания поочередно илн одновременно двух электроиов и двух протонов и присоединении их к адсорбированной молекуле органического соединения Продукты реакцин адсорбнрмотся слабее и поэтому переходят в раствор Однако некоторые продукты реакцин остаются на поверхности металла довольно долго, вследствие чего его активность [c.139]

Если скорость электродного процесса ограничена скоростью реакции, которая включает переход частиц из формы, в которой они находятся на одной стороне двойного электрического слоя, в форму, которую они приобретают на другой стороне слоя, что требует определенной энергии активации, то говорят об активационном перенапряжении. Оно представляет собой сумму перенапряжения переноса заряда, реакционного перенапряжения и перенапряжения кристаллизации. Другими словами, это общее перенапряжение за вычетом диффузионного. Реакционное перенапряжение возникает на стадии химической реакции и не зависит от скорости переноса зарядов через границу раздела электрод/раствор. Такое перенапряжение, например, имеет место при протекании реакции РЬ(ОН)з" РЬ " + ЗОН", которая предшествует восстановлению иона РЬ ". Перенапряжение кристаллизации связано с медленным внедрением ионов в кристаллическую решетку или с медленным выходом из нее. Часто для обозначения активационного перенапряжения используют термин кинетическая поляризация (АЕкии). [c.135]

Таким образом, электрохимическое осаждение металлов является сложным процессом, состоящим из целого ряда независимых реакций,протекающих последовательно или одновременно в электродной системе. Последовательность этих реа1сций, природа замедленной стадии, установление причины поляризации определяют механизм электрохимических реакций при восстановлении ионов металла. [c.56]

В принципе можно распространить изложенный выше метод анализа на процессы, включающие большое число стадий переноса заряда, но здесь будут рассмотрены только реакции, имеющие две такие стадии. В разделе 1 этой главы было показано, что в случае двух последовательных реакций, описываемых уравнениями (1), при больших катодных перенапряжениях тафелевская зависимость имеет наклон —и при экстраполяции к Tj = 0 отсекает на ординате отрезок, равный 2г а. Следовательно, при больших катодных перенапряжениях ток пропорционален активности (концентрации) вещества О. Наоборот, при больших анодных перенапряжениях ток пропорционален активности вещества R. Эти положения подтвердились при изучении пары Tl(III)/Tl(I) (рис. 94, 95), откуда следует, что процессы окисления и восстановления ионов таллия представляют собой реакции первого порядка поТ1 (III) и Т1(1), соответственно (Феттер и Тимке [32]). Этот факт можно было объяснить или одновременным переносом двух электронов, или двумя последовательными одноэлектронными переходами, но от первого механизма приходится отказаться, учитывая другие особенности тафелевской зависимости значения тока обмена, найденные экстраполяцией к т) = 0 ее анодной и катодной ветвей, не совпадают между собой далее сумма аа+(1— ь) отличается от единицы [см. обсуждение уравнения (3) этой главы]. На рис. 94 и 95 приведены кривые, к которым можно применить последний [c.205]

Влияние структуры двойного слоя на полярографическое восстановление хромат-иона в щелочной среде весьма велико, так как заряд этого аниона равен —2. Первое сообщение было опубликовано Гирстом [9], а далее подобные исследования провели Тондер, Домбрэ и Гирст [16]. При изменении концентрации индифферентного электролита (NaOH) от 0,003 до 1 М потенциал полуволны смещается приблизительно на 0,8 в (рис. 97). Так как замедленная стадия процесса не зависит от pH, этот сдвиг связан с изменением фг-потенциала. Поправка Фрумкина очень хорошо описывает смещение в этом широком диапазоне потенциалов. Скорость восстановления в щелочной среде значительно возрастает при переходе от лития к цезию (рис. 111). [c.241]

Выделим основные стадии процесса обесцинкования латуней, которые могут быть- заторможены с помощью инги> биторов. Для а-латуни, корродирующей в аэрированном водном растворе электролита это ионизация цинка и меди, а также восстанЬвление (обратное осаждение) ионов меди и восстановление молекулярного кислорода. В случае - и (a-j- )-латуни к этим процессам прибавляется стадия фазовой перегруппировки атомов меди н а поверхности с образованием, новой фазы. [c.181]

Восстановление нитросульфокислот нафталина отличается от непрерывного восстановления нитробензола тем, что он происходит в разбавленном водном растворе. Тепло реакции расходуется на испарение воды, а не амина, реакционная масса весьма подвижна, шлам — мелкодисперсный. Весь амии остается в растворе. Таким образом, условия для проведения непрерывного процесса значительно более легкие, чем в производстве анилина, и его можно осуществить в одну стадию. Подготовка чугунной стружки должна осуществляться аналогично ее подготовке при синтезе анилина (стр. 178). После восстановления ионы железа осаждают магнезитом н отфиль тровывают шлам на нутч-фильтрах с поднимающейся мешалкой (см. рис. 40). Для обеспечения быстрого фильтрования его ведут при нагревании. После промывки железный шлам передают на отстаивание (стр. 193), а раствор амииосульфокислот нафталина — на выделение 1,8- и 1,5-изомеров. Фильтрование аминораствора от железного шлама может проводиться также на авто.матическом механизированном фильтрпрессе типа ФПАК или на фильтрпрессе с гидравлическим удалением осадка (см. рис. 59). [c.256]

При хемосорбции компонентов реагирующей газовой системы и с образованием противоположно заряженных ионов под воздействием ионов переменной валентности катализатора (направленное образование ионов с противоположными зарядами из реагентов является одной из функций катализа) будет создаваться газовый элемент (из двух полуэлементов) с впол не определенной электродвижущей силой окислительно-восстановительной реакции (редокспотенциал). Чем слабее химические связи и чем меньше различие в прочности связи катализатора с донорами и акцепторами, т. е. чем меньше редокспотенциал элементарных стадий процесса, тем активнее катализатор. (Это, по-видимому, одна из причин высокой активности платины в реакциях как окисления, так и восстановления.) Для высокой активности катализатора большое значение имеет площадь раздела фаз, например площадь раздела металл — твердый раствор. Следует упомянуть, что вследствие такого строения катализатора возможность перемещения носителей тока от поверхности контакта в объем твердой фазы и в противоположном направлении будет различной (образование запорных систем, транзисторов и т. п.). [c.101]

Наиболее традиционный метод получения ферритовых порошков — керамический метод [48—51], использующий в качестве исходных материалов индивидуальные окислы металлов. Процесс приготовления ферритовых порошков включает повторное измельчение в шаровой или вибрационной мельницах, промежуточные обжига и т. д. Эти стадии, имеющие целью гомогенизировать смесь окислов и облегчить диффузию ионов в процессе феррито-образования, часто сопряжены с такими изменениями исходной смеси, которые трудно оценить количественно. К числу таких изменений относится загрязнение смеси материалом мельницы в результате его истирания, гидратация окислов, частичное их восстановление или окисление и др. Таким образом, используемые в керамической технологии приемы гомогенизации ферритовых порошков неизбежно приводят к появлению неоднородностей другого сорта. Так, если намол сопровождается введением в шихту катионов, образующих легкоплавкую эвтектику с основным компонентом системы, то качество ферритовой шихты, предназначенной для изготовления магнитных элементов памяти, резко ухудша ется (возможность анизотропного роста зерен и сопутствующее ему резкое ухудше.ние квадратности петли гистерезиса). Помимо керамического предложены две группы методов получения ферритовых порошков, одна из которых основана на использовании механических смесей солей и гидроокисей, а другая — их твердых растворов. Механические смеси сульфатов, нитратов, карбонатов окса-латов или гидроокисей [52—55] после тщательного измельчения подвергаются термическому разложению. При правильном выборе режима разложения (скорость и продолжительность нагрева) процессы образования окислов и ферритизацию удается совместить в сравнительно узком температурном интервале. Окислы, получаемые при разложении в момент образования, обладают высокой степенью дефектности, большой подвижностью элементов структуры и повышенной реакционной способностью [56]. Поэтому вслед за реакциями [c.12]

При описании процесса первичных квантовых превращений в фотосинтезе Кэлвин [45] предположил, что в хлоропластах растения хлорофилл покрыт, с одной стороны, акцептором электронов в липидной фазе, а с другой — донором, например ферроцитохромом, в водной фазе. При фотовозбуждении хлорофилл передает электрон акцептору. Затем происходит передача электрона от обычной молекулы хлорофилла на вакантную орбиталь положительного иона хлорофилла. Наконец, в итоге этого процесса миграции заряда положительный ион хлорофилла превращается в хлорофилл, отрывая электрон от донора, причем одновременно образуется феррицитохром. Окисленный донор служит окислителем, а восстановленный акцептор — восстановителем на более поздних стадиях процесса, приводящего к восстановлению двуокиси углерода и образованию кислорода [c.165]

Замещение диазогруппы на водород при восстановлении фосфорноватистой кислотой очень сильно ускоряется медью (разд. 24-1). Эта реакция, по-видимому, представляет собой цепной процесс, стадия инициирования которого заключается в образовании арильных радикалов при восстановлении ионов диазония одновалентной медью в стадиях развития цепи участвуют фосфорноватистая кислота и арильные радикалы. [c.293]

Увеличение кбЛЁчёства перемещаемых ионов при росте сдвига потенциала приводит на определенной стадии процесса к тому, что скорость диффузии становится меньше скорости электродной реакции, и в приэлектродный слой поступает в единицу времени больше ионов, чем отводится в глубину раствора. Из выражения (4) видно, что при анодном растворении, когда сам электрод посылает свои катионы в раствор, недостаточно высокая скорость их диффузии не может тормозить скорость электродной реакции, как это происходит при катодном процессе восстановления содержащихся в растворе ионов. Однако малая интенсивность отвода катионов в глубь раствора при слабом его перемешивании приводит к перенасыщению приэлектродного пространства образующейся солью и экранированию ее осадком поверхности электрода, что вызывает увеличение сопротивления и уменьшение плотности тока. [c.21]

Процесс восстановления слагается в общем случае из нескольких стадий. Первой стадией является диффузия иона к поверхности электрода, затем происходит передача электрона от электрода иону (собственно процесс восстановления) и затем продукты реакции покидают тем или иным способом сферу реакции. Удаление продуктов реакции может осуи1,ествляться либо путем растворения х в материале электрода (особенно в случае ртутного электрода), либо кристаллизацией на поверхности электрода, либо, если продукты растворимы, диффузией их от поверхности электрода обратно в раствор. [c.238]

В части 2 мы попытались наметить некоторые пути, по которым белок может влиять на реакционную способность комплексов переходных металлов. Более детально были рассмотрены некоторые примеры, показывающие, что белок может влиять на термодинамические параметры отдельных стадий процесса (например, на константу равновесия связывания кислорода с Ее(11) в гемоглобине и миоглобине, гл. 7). Далее, белок может влиять на кинетику отдельных стадий (например, в реакциях железа, входящего в состав пероксидаз и каталаз, с перекисью водорода и другими субстратами, гл. 8). Наконец, белок может изменять термодинамические параметры процесса в целом (например, путем сопряжения термодинамически невыгодной реакции восстановления азота до Ы Нг с другой, термодинамически выгодной реакцией, гл. 9). В каждом случае мы обсудили также, что может и чего не может сделать простой небелковый комплекс или ион и, следовательно, какую именно проблему пришлось решить эволюции и как именно природа подошла к решению каждой из возникавших перед нею задач. В связи с этим были отмечены некоторые дополнительные возможности влияния белка на термодинамические и кинетические параметры реакций. [c.238]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология