Электрохимическое выделение металлов

Электрохимическое выделение металлов из водных растворов их соединений лежит в основе гидроэлектрометаллургических процессов, т. е. процессов извлечения металлов из руд (электроэкстракция) и их очистки (рафинирование) при помощи электролиза. Гидроэлектрометаллургическим путем получают и очищают такие металлы, как медь, никель, цинк, кадмий, олово, свинец, серебро, золото, марганец и др. Гидроэлектрометаллургия позволяет получать [c.452]

Электрохимическое выделение металлов из водных растворов их соединений лежит в основе гидроэлектрометаллургических процессов, т. е. процессов извлечения металлов из руд (электроэкстракция) и их очистки (рафинирование) при помощи электролиза. Гидроэлектрометаллургическим путем получают и очищают такие металлы, как медь, никель, цинк, кадмий, олово, свинец, серебро, золото, марганец и др. Гидроэлектрометаллургия позволяет получать технически чистые металлы и в ряде случаев вести успешную переработку бедных руд. Электрохимическое выделение металлов используется для защиты основного металла от разрушения при помощи покрытий из более устойчивых металлов или сплавов, а также для придания изделиям красивого, декоративного вида (гальванотехника). Кроме того, выделение металлов примен.чется для получения копий и воспроизведения художественных предметов, изготовления лент, бесшовных труб, печатных схем и т. п. (гальванопластика). Возможность использования процесса электролиза с выделением металлов для практических нужд была открыта в 1837—1838 гг. русским академиком Б. С. Якоби, который по праву может считаться изобретателем и отцом гальванопластики и родственных ей процессов. [c.416]

Следует отметить, что электрохимическое выделение металлов можно рассматривать не как реакцию разряда с переносом электронов из металла катода на металлический ион в растворе, а как переход этого иона из одной фазы (раствора) в другую (металл) с компенсацией его заряда свободными электронами металла [c.346]

Глава 22. Электрохимическое выделение металлов [c.452]

Несмотря на все особенности протекания процессов электрохимического выделения металлов, создающие серьезные трудности при проведении экспериментов и при теоретической интерпретации их результатов, к настоящему времени уже накоплен значительный фактический материал и сформировались определенные взгляды на природу этих процессов. Получение достаточно достоверных опытных данных сделалось возможным благодаря развитию техники эксперимента (применение новых методов исследования, при помощи которых удается избежать осложнений, связанны.х с особенностями построения кристаллической решетки и изменением [c.458]

Невозможность объяснить все кинетические особенности электрохимического выделения металлов с какой-либо одной общей точки зрения заставляет искать новые пути истолкования этих процессов и прибегать к предположениям частного характера. Так, например, существует мнение, что перенапряжение при выделении металлов связано с числом электронов, участвующих в элементарном акте разряда (Гейровский). При этом предполагают, что одноэлектронные реакции протекают практически без торможения. В тех случаях, когда только один электрон участвует в акте разряда (или когда процесс можно разбить на ряд последовательных одноэлектронных стадий), перенапряжение должно быть низким. Если в разряде ионов металла участвуют одновременно два электрона, то следует ожидать появления высокого металлического перенапряжения. Согласно этим представлениям низкое перенапряжение, наблюдаемое при выделении таллия и серебра, связано с тем, что реакция восстановления требует участия одного электрона [c.472]

По сравнению с процессами, связанными с выделением газов, реакции электрохимического выделения металлов имеют ряд специфических особенностей. При установлении природы замедленной стадии, определяющей перенапряжение реакции, недостаточно ограничиваться обычными г ля электродных процессов стадиями. Необходимы серьезно [c.140]

Особый интерес представляют исследования влияния электрофоретического осаждения полимера на электрохимическое выделение металлов и исследования электроосаждения металлов и полимеров на металлополимерных электродах. [c.116]

Состав и структура металлополимерных осадков определяются в первую очередь соотношением скоростей осаждения полимерных частиц и разряда металлических ионов. Скорости этих процессов зависят от концентрации полимера, электролита, поверхностно-активного веш,ества (ПАВ) — зарядчика частиц и режима электроосаждения. Наряду с адсорбцией ПАВ исключительно сильное влияние на электрохимическое выделение металла оказывает электрофоретическое осаждение полимера. Это показано на рис. 8. При введении ПАВ — дву-четвертичного аммониевого соединения — происходит сдвиг поляризационных кривых в область отрицательных значений потенциала на 0,3—0,4 В, а при электрофоретическом осаждении эпоксидного олигомера — до 2,5 В. Это свидетельствует о том, что наряду с адсорбционной поляризацией [20] важную роль играет электрофоретическая поляризация, т. е. поляризация за счет формирования электрофоретического осадка, характер которой, как показывают исследования кинетики формирования металлополимерного слоя, диффузионный [21]. Тормозящее действие полимера на протекание электродных реакций приводит к снижению содержания металла в металлополимерном осадке и к изменению его структуры. С увеличением концентрации полимера и электрокинетического потенциала размеры частиц металла уменьшаются от 2—3 до 0,2—0,5 мкм [22]. [c.117]

Исследования показывают, что значительное перенапряжение при электрохимическом восстановлении таких металлов, как железо, кобальт, никель и другие, связано с высокой энергией активации реакции разряда их катионов. Для таких же металлов, как серебро, медь, кадмий и т. д., которые выделяются с небольшим перенапряжением, соответственно и мала энергия активации процесса разряда. Частично перенапряжение при электрохимическом выделении металлов может быть обусловлено энергетическими затруднениями, связанными с кристаллизацией выделяющегося металла. [c.291]

Операции, при которых образуются растворы или промывные воды, содержащие цианистые соединения к ним относятся основные процессы Электрохимического выделения металла из их цианистых солей (цинкование, кадмирование, меднение, серебрение), а также операции промывки после этих процессов. [c.18]

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ВЫДЕЛЕНИЕ МЕТАЛЛОВ [c.416]

Электрохимическое выделение металлов из водных растворов всегда происходит при более электроотрицательном потенциале, чем равновесный потенциал соответствующего металла в данных условиях. Разность между величинами потенциала электрода под током (т. е. при катодном выделении металла) и соответствующего обратимого электродного потенциала отвечает электродной поляризации [c.417]

Величина перенапряжения при электрохимическом выделении металлов так же, как и при других электродных реакциях, зависит от плотности тока, увеличиваясь вместе с ней. Однако в данном случае характер этой зависимости часто оказывается более сложным. Даже при осаждении одного и того же металла результаты поляризационных измерений, в зависимости от диапазона применяемых плотностей тока, состава раствора и температуры, могут укладываться на прямые в одной из следующих систем координат [c.417]

Влияние состава раствора на кинетику электрохимического выделения металлов [c.423]

Н. ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ВЫДЕЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ [c.425]

Процесс электрохимического выделения металла может протекать в зависимости от его природы и условий электролиза различными путями. По одному из вероятных путей ионы металла М + после их [c.425]

Положение разрядившейся частицы в решетке металла может быть энергетически различным. Оно будет отвечать меньшему запасу свободной энергии, если атомы металла займут свое место в решетке, типичной для данного металла в его устойчивом состоянии, и большему, если параметры образующейся решетки будут отличаться от нормальных. Атомы металла могут обладать повышенным запасом свободной энергии, если они окажутся на границах зерен или в местах искажений решетки. В связи с этим появляется еще одна возможная стадия электродного процесса — переход атомов в решетке от метастабильного состояния [М] к нормальному [М] . Все эти варианты протекания процесса электрохимического выделения металлов представлены на рис. 84. [c.426]

Электрохимическое выделение металлов как особый случай фазовых превращений [c.427]

В отличие от электролиза с выделением газов, где фазовое превращение хотя и совершается, но существенно не влияет на кинетику электрохимического процесса, при электролитическом выделении металлов эта стадия имеет очень большое, а иногда и решающее значение. Значение этой стадии было отражено В. А. Кистяковским уже в самом названии электрокристаллизация , предложенном им для процессов электрохимического выделения металлов. Процессы электрокристаллизации металлов должны иметь общие черты с другими фазовыми превращениями, в первую очередь, с образованием твердой фазы. [c.427]

Роль стадии разряда в процессах электрохимического выделения металлов [c.434]

Общая характеристика процесса (425), 2. Электрохимическое выделение металлов как особый случай фазовых превращений (427), 3. Роль стадии разряда в процессах электрохимического выделения металлов (434), 4. Влияние водорода и пассивационных явлений на процессы катодного выделения металлов (438), 5. Роль заряда поверхности металла в условиях его катодного осаждения (440), 6. Другие возможные причины появления металлического перенапряжения (444). [c.508]

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 рассматриваются как одна 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 [c.438]

Совершенная теория электрохимического выделения металлов не может быть создана без учета таких факторов, как строение и свойства поверхности осаждающегося металла, электронные структуры и энергетические уровни разряжающихся ионов и образующегося металла, адсорбция различных веществ ионного и молекулярного характера на поверхности осадка и ее связь с природой осаждающегося металла, в частности с его зарядом по отношению к раствору, и т. п. [c.445]

Некоторые особенности процесса (417), 2. Зависимость кинетики катодного процесса от природы выделяемого металла (420), 3. Влияние состава раствора на кинетику электрохимического выделения металлов (423). [c.508]

II. Теория электрохимического выделения металлов..... [c.508]

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]

Ульберг 3. Р., Дейнега Ю. Ф., Эстрела-Льопис В. Р. Совместное электрофоретическое осаждение полимера и электрохимическое выделение металла.— Коллоид, жури., 1977, 39, № 6, с. 1195—1199. [c.123]

Кинетика электрохимического выделения металлов может определяться скоростью образования трехмерных зародышей в тех случаях, когда металл осаждается на чужеродном электроде или на электроде из того же металла, но с поверхностью, значительноискаженной в результате отравления или окисления. В этих условиях величина металлического перенапряжения будет электрохимическим выражением степени пересыщения, при котором возможно образование зародыша, т. е. [c.430]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология