Металлы электродные процессы при осаждении

Для железнения применяют растворы сернокислой, хлористой и борфтористоводородной солей двухвалентного железа. Характер электродных процессов и свойства осадков железа в значительной степени зависят от температуры электролита. При комнатной температуре процесс протекает при резко выраженной катодной поляризации, причем потенциал осаждения железа электроотрицательнее потенциалов осаждения никеля и кобальта. Так как перенапряжение водорода на железе невелико, то уже при небольшой сравнительно кислотности (pH = 1—2) из холодного электролита металл осаждается на катоде с очень низким выходом по току. [c.412]

В случае осаждения металлов п равняется валентности иона более общая форма обозначения применяется нами в связи с тем, что выводимые уравнения будут использованы и для других, кроме осаждения металлов,, электродных процессов. [c.590]

Этап И. Вычислить значения электродных потенциалов, при которых протекают процессы осаждения металлов и выделения водорода в заданном интервале плотностей тока. [c.155]

Б. Б. Эршлером и А. Н. Фрумкиным. Эта работа, а также работа В. А. Ройтера, В. А. Юза и Е. С. Полу ян (1939), в которой были определены скорости анодного растворения и катодного осаждения ряда металлов при помощи гальваностатических импульсов, представляют интерес как примеры первых количественных исследований кинетики электродных процессов нестационарными методами. В настоящее время нестационарные методы исследования получили чрезвычайно широкое развитие в электрохимической кинетике. Большое значение для электрохимической кинетики имели открытие и разработка Я. Гейровским (1922—1925) полярографического метода, при помощи которого были изучены многие электродные процессы. [c.11]

Протекание многих электродных процессов сопровождается возникновением новой фазы на поверхности электрода. Электродные процессы с образованием новой фазы чрезвычайно многообразны и имеют большое прикладное значение. К таким процессам относят реакции, сопровождающиеся выделением газообразных продуктов, катодное осаждение металлов и анодное образование малорастворимых оксидов, гидроксидов или солей металлов. [c.313]

Электродные процессы с образованием новой фазы чрезвычайно распространены, многообразны и широко применяются. К ним относятся катодное осаждение металлов (катодная электрокристаллизация), анодное образование малорастворимых оксидов, гидроокисей или солей металлов (анодная электрокристаллизация) и выделение газообразных продуктов. [c.207]

Следовательно, в процессе работы элемента происходит растворение цинкового электрода и осаждение меди из раствора на медном электроде. Чтобы элемент работал, цепь должна быть замкнутой, т. е. между растворами должен быть электрический контакт. Перенос тока внутри элемента осуществляется ионами. Существенно, что в элементе переход электронов от цинка к меди происходит не в условиях непосредственного контакта этих металлов, а при помощи проводника. Суммарная реакция в элементе складывается из двух пространственно разделенных электродных процессов. [c.156]

Скорости электродных процессов рассматриваются обычно с применением тех же приемов, что и скорость химических реакций. Но при этом, однако, нужно иметь в виду сложность протекания большинства электрохимических превращений по сравнению с химическими, а также то, что решающая роль здесь принадлежит плотности тока . Процесс разряда ионов, как известно, происходит на фазовой границе электрод — электролит. Таким образом, электродные реакции являются гетерогенными процессами, кинетика которых определяется многими специфическими затруднениями. Помимо собственно разряда, т. е. перехода ионов из одной фазы (раствора) в другую (газ, металл), процесс обычно включает в себя миграцию, диффузию и конвекцию частиц, совместный разряд ионов примесей, некоторое растворение (коррозию) уже осажденного ранее металла и другие, сопутствующие процессу разряда явления, которые осложняют суммарный эффект. Реальная электрохимическая система не может быть правильно истолкована без учета всех явлений, предшествующих элементарному акту разряда и сопровождающих его. Электродная реакция может быть представлена рядом последовательных стадий, через которые она проходит. Такими стадиями являются [c.240]

Этот метод не может быть также применен при исследовании УСЛОВИЙ осаждения таких металлов, как цинк, кадмий, никель и др., которое обычно осложняется совместным разрядом ионов водорода. Следует иметь в виду, что величина перенапряжения водорода на ртути и на твердых электродах различна. Таким об разом, для суждения о кинетике разряда ионов металла целесообразно электродные процессы изучать на твердых электродах а в условиях, максимально приближенных к реальным. [c.252]

В последнее время был получен обширный экспериментальный материал по электрохимическим и физикохимическим свойствам адсорбционных слоев на металлах. При этом были использованы изменения адсорбционных потенциалов, применены радиоактивные индикаторы и другие методы, позволяющие определить влияние адсорбционных слоев на кинетику электродных процессов. Поскольку в процессе электроосаждения металлов адсорбционные явления занимают особое место, то при рассмотрении влияния чужеродных частиц, адсорбирующихся на поверхности электрода, в процессе осаждения металлов необходимо учитывать соотношение скоростей осаждения и пассивирования металла. В случае, когда скорость осаждения металла больше, чем скорость адсорбции, поверхность металла неполностью покрывается чужеродными частицами. При этом электрохимическая реакция протекает только на активных участках электрода и ее скорость будет пропорциональна доле активной поверхпости. Если скорость адсорбции больше скорости осаждения металла, то поверхность электрода полностью закрывается частицами (пассивируется). Б этом случае скорость протекания электрохимической реакции лимитируется перенапряжением, обусловленным работой проникновения ионов металла через адсорбированный слой [c.370]

В последние годы в промышленности широко применяют осаждение металла на реверсивном токе, но этот процесс не может быть применен для любых электролитов. Достаточно широкое промышленное применение получило электрорафинирование меди на реверсивном токе в кислом сернокислом электролите. Анодный период здесь длится 1 сек, катодный 15—20 сек. Это позволило поднять катодную плотность тока с 220 до 630 а/ж , но удельный расход энергии при этом увеличился с 364 до 505 квт-ч1т (при суммарном выходе по току 86%). В общем случае периодическое изменение направления тока является деполяризующим фактором электродных процессов, вследствие чего предельный катодный ток и ток анодного пассивирования возрастают. [c.505]

Большая группа работ, начатых школой В. А. Плотникова, характеризует электродные процессы индивидуального электровыделения алюминия и совместно со щелочными металлами из апротонных растворителей с позиций возможности осаждения алюминия и влияния на этот процесс состава электролита [414, 641]. [c.89]

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]

Влияние ультразвука на электродные процессы при электролитическом осаждении металлов освещается во многих публикациях, среди которых можно указать на подробные исследования С. М. Кочергина и Н. Н. Терпи л овского [23] и А. Ролла [66]— [c.43]

Несмотря на то что с помощью кривых заряжения иногда можно отличить различные валентные состояния тонкой поверхностной пленки окисла на серебряных электродах или в анодных процессах на палладии, родии или никеле в водных средах, для адекватного описания поверхностного слоя на электродах обычно требуются дополнительные исследования. Другая сторона этого вопроса - как отличить адсорбированные частицы, образующиеся на поверхности электрода в электродном процессе, от новой фазы на поверхности - обычно продукта окисления металла. По-видимому, между ними нельзя провести резкой термодинамической границы, но можно предполо жить, что образование "новой фазы" происходит с того момента, когда свободная энергия образования нового атомного слоя начинает незначительно отличаться от свободной энергии осаждения предыдущего слоя. Этим критерием можно пользоваться только после того, как образовались два или три первоначальных слоя. Более того, новая поверхностная фаза должна иметь рентгенограмму, характерную для определенного химического материала. В дополнение к электро- [c.399]

Весьма заманчивым является электрохимический способ со-осаждения гидроокисей, основанный на анодном растворении металлов [84—98]. Анализ равновесных электрохимических диаграмм электродный потенциал — pH раствора для систем типа Ме—Н2О [71] показал принципиальную возможность одновременного образования гидроокисей железа и других металлов. Электрохимический метод получения ферритовых порошков имеет несомненное преимущество перед, обычным методом соосаждения гидроокисей — он позволяет периодический процесс осаждения сделать по существу непрерывным, так как при электролизе происходит саморегенерация осадителя [90—99]. Изменения, происходящие в системе, можно выразить уравнением [c.14]

Определение скорости электродного процесса. Вблизи равновесия скорости осаждения металла на катоде и растворения его на аноде близки, и в этих условиях определение скорости анодного растворения затруднено. Метод радиоактивных индикаторов позволяет определить истинную скорость электродного процесса. Для этой цели амальгаму металла, скорость перехода которого хотят изучить, содержащую радиоактивный изотоп металла, приводят в соприкосновение с неактивным раствором соли того же металла и проводят катодную поляризацию, пропуская через раствор электрический ток при потенциале ф. [c.570]

В десятой главе Электродные процессы при электроосаждении металлов излагается теоретический материал, необходимый для правильного понимания процессов, протекающих при осаждении металлов. Значение этого материала для электрохимика трудно переоценить, так как на нем базируется вся электрометаллургия водных растворов и гальваностегия. Особым случаям электролиза посвящена одиннадцатая глава — в ней, в частности, рассматривается анодное растворение металлов и сплавов, а также электролиз переменным током и теория электролиза расплавов. [c.9]

Как следует из изложенного, индиевый электрод является весьма подходящим объектом для выяснения закономерностей электродных процессов с участием металлов. Настоящий обзор не претендует на всестороннее освещение электрохимического поведения индия. Его задачей является рассмотрение кинетики и механизма процессов анодного растворения и катодного осаждения индия, причем особое внимание будет обращено на те кинетические закономерности, которые имеют общий характер и являются типичными для процессов разряда-ионизации многовалентных металлов. В связи с этим целесообразно упомянуть те аспекты электрохимии индия, которые выходят за рамки настоящего обзора. [c.28]

На рис. 19 схематически показана поверхность кубического кристалла металла. На завершенной плоскости решетки а образуются и растут новые плоскости. В электродном процессе при нейтрализации ионов металла и при их осаждении на растущем кристалле небольшое количество энергии освободится только тогда, когда пристройка атома произойдет на участке 1, так как в этом месте атом имеет наибольшее число соседей по сравнению с другими возможными положениями. Такие наиболее благоприятные для роста участки имеют еще и ту характерную особенность, что пристройка каждого нового атома не изменяет числа [c.184]

Если полученный при помощи анодного процесса слой не проводит электрического тока и если, кроме того, он прочно связан с поверхностью и непроницаем, то такой слой преграждает путь электрическому току — электродный процесс прекращается. Окисные слои с такими свойствами образуются, например, на алюминии и тантале они отличаются тем, что при анодном включении металла вследствие большого сопротивления запирают путь току, при катодном же включении становятся проводниками и пропускают ток. Эти свойства слоев окислов алюминия и тантала используются на практике для создания выпрямителей переменного тока. Если один из этих металлов поместить в соответствующий электролит в качестве электрода, а другой электрод сделать из вещества, на поверхности которого не образуется осажденного слоя (например, угля), то через элемент будет проходить та полуволна переменного тока, для которой алюминий — катод, и задерживаться та полуволна, для которой алюминий — анод. Такие элементы ведут себя как вентили они пропускают ток в одном направ- [c.192]

Многие электродные процессы сопровождаются образованием или растворением твердых фаз разряд — ионизация металлов на индифферентных электродах, осаждение и растворение окислов и солей на границе раздела электрод—раствор, электрохимические превращения одной твердой фазы в другую. Эти процессы являются основой гальваностегии и гальванопластики, электрометаллургии. Они используются в химических источниках тока, а также в аналитической химии. [c.20]

Изучение электродных процессов в неводных растворах показало, что в общем и в них наблюдаются явления поляризации, а также может происходить на электродах растворение металлов и их выделение при определенном потенциале, зависящем от потенциалов разряда ионов е. Однако в неводных растворителях реже получаются столь простые поляризационные кривые, как в воде, причем особенно сложные кривые получаются при катодном осаждении щелочных и щелочноземельных металлов. Именно эти металлы и представляют наибольший интерес, потому что осаждение их из водных растворов является невозможным. Различными исследователями были найдены вели- [c.381]

Как уже отмечалось (см. гл. 16), электродные процессы часто связаны с фазовыми превращенпями. В результате появления или исчезновения фаз резко меняются многие важные физико-химические свойства электрохимической системы — электродные потенциалы, электрическое сопротивлсзние и т. д. Эти изменения свойств в ходе фазовых превращений используются в интеграторах, элементах памяти — мемистерах и других хемотронах. Принцип действия интегратора дискретного действия, основанного на электродных фазоЕ.ых превращениях, состоит в том, что металл, предварительно осажденный на одном из электродов, переносят на другой электрод. Реакция в хемотроне сводится к перемещению металла М с электрода I на электрод И [c.385]

Так возникло представление об элементарном акте электродного процесса. Непосредственное определение скорости реакции разряда ионов гидроксония с образованием адсорбированного атома водорода было проведено переменноточным методом в 1940 г. П. И. Долиным, Б. В, Эршлером и А. Н. Фрумкиным. Эта работа, а также работа В. А. Ройтера, В. А. Юзы и Е. С. Полуяна (1939 г.), в которой были определены скорости анодного растворения и катодного осаждения ряда металлов при помощи гальваностатических импульсов, представляют интерес как примеры первых количественных исследований кинетики электродных процессов нестационарными методами. В настоящее время нестационарные методы исследования получили чрезвычайно широкое развитие в электрохимической кинетике. Большое значение для электрохимической кинетики имело открытие и разработка Я. Гейровским (1922—1925 гг.) полярографического метода, при помощи которого были изучены многие электродные процессы. [c.12]

Предельная плотность тока определяет максимальную плотность тока для данной электродной реакции, и любое его дальнейшее увеличение может быть достигнуто только за счет другой электродной реакции. Так как в водных растворах всегда присутствуют ионы водорода и воды, то выделение водорода будет сопровождаться осаждением металла при значениях плотности тока, превышающих /пр для последней реакции. Из этого следует, что для обеспечения высокой плотности тока и высокого КПД катода в гальванической ванне должны содержаться в значительной концентрации ионы металла (гидратированные катионы или анионы), вовлекаемые в процесс осал<-дения металла. Этот процесс будет ускоряться при перемешивании раствора электролита и повышении его температуры. [c.26]

Причшой П. служит малая скорость одной или нескольких стадий суммарного электродного процесса. Если лимитирующей стадией является подвод реагирующего в-ва к пов-сти электрода, П. обусловлена тем, что из-за протекания тока концентрация с в-ва у пов-сти отличается от объемной концентрации с" (концентрационная П.). В простейшем случае разряда ионов металла на электроде из того же металла или анодного растворения металла концентрационная П. АЕ1 = [КТ/пР 1п с /с°), где и-число электронов, участвующих в электродном процессе, Т-т-ра, -постоян-ная Фарадея, Л-газовая постоянная. При катодном осаждении металла АЕ < О, при анодном растворении металла АЕ > 0. Связь между величинами АЕ и г может быть выражена в виде [c.66]

Новыми для электроосаждения железа являются борфтористоводород-ные [28, 293, кремнефторйстоводородлые [2бЗ и органические растворы [31., 32]. Из них осаждаются более дисперсные покрытия с высокой твердостью (до 700 кгс/мм ) при достаточно высокой скорости осаждения (i = 15...20 А/дм ) (табл. I.I). Эти электролиты отличаются повышенной стабильностью в работе. Однако они более сложны в приготовлении (борфторид можно получать через промежуточные реакции с карбонатными солями)и обладают высокой химической активностью.Орга->гические электролиты готовят на основе органических сульфокислот (метилсульфатный, сульфосалициловый, фенолсульфоновый и др.). При растворении они диссоциируют на катион металла и весьма сложный комплексный алион. Состав и структура последнего, вероятно, оказывают влияние на кинетику электродных процессов (качество осадков) и электрохимические свойства растворов (устойчивость злектролитов). [c.8]

Наиболее важным свойством растворителя, определяющим возможность его применения в электрохимической технологии, является электрохимическая устойчивость. Если осаждение металла происходит при потенциалах более отрицательных, чем потенциал разряда ионов гидроксония или молекул воды, то процесс его выделения сопровождается параллельной реакцией выделения водорода. По этой причине металлы, обладающие достаточно отрицательными стандартными потенциалами, не могут быть выделены из водных растворов. Единственным электродным процессом является выделение водорода, обычно при этом происходит подщела-чивание приэлектродного слоя и выпадение осадка гидроокисей металла либо осаждение окисла металла на поверхности катода. Аналогичные процессы могут протекать и в органических протонных растворителях, образующих в результате диссоциации ионы водорода. Поэтому в качестве растворителей желательно использовать органические апротонные растворители, которые не содержат подвижного атома водорода. Апротонные органические растворители имеют чрезвычайно высокую электрохимическую устойчивость и не восстанавливаются до потенциалов —3,0- —3,5 В, а их анодное окисление близко к -Ы,0- Ч-],5 В. Область электрохимической устойчивости определяется материалом электрода, природой органического растворителя и растворенной соли. В табл. 2 приведены значения потенциалов, при которых [c.7]

Метод хронопотенциометрии позволяет получать информацию о механизме влияния поверхностно-активных веществ (ПАВ), не участвующих в электродном процессе, на электроосаждение и анрдное растворение металлов. При наличии в растворе поверхност-но-активных веществ характер ф — /-кривых существенно изменяется. Например, в присутствии тетрабутиламмония и бёнзоилпиперидина на катодных ф — /-кривых осаждения кадмия из сульфатных и перхло-ратных электролитов обнаружено скачкообразное смещение потенциала в отрицательную сторону [315] (рис. 6-1 т) — перенапряжение, т] ф). Для электролита, содержащего тетрабутиламмоний, величина скачка потенциала достигает 0,6 В. [c.167]

Нормальный электродный потенциал свинда рь =—0,13 в. Если концентрация ионов этого металла к концу выделения меди составит 1 г-ион/л, то потенциал меди в этом растворе будет равен этой же величине, так как процесс осаждения ее прекратится, очевидно, тогда, когда электродные потенциалы этих металлов сравняются. [c.297]

При больших скоростях развертки напряжения кислород может не влиять на электродные процессы. Концентрация растворенного кислорода при 25° С составляет 0,25-10-3 моль/л, поэтому ток восстановления кислорода меньше емкостного тока фонового электролита и им можно пренебречь даже при определении концентраций ионов металлов 10- моль/л. Однако известно много исключений и потому вывод об отсутствии влияния кислорода нуждается в конкретизации. Так, например, на вольтамперных кривых восстановления ионов Сс12+ и РЬ + из. нейтральных растворов появляются дополнительные пики за счет уменьшения поверхностной концентрации ионов Н-ь и выделения гидроксидов металлов в твердую фазу на поверхности электрода. При работе с редкоземельными элементами вследствие осаждения гидроксидов пик исследуемого элемента может даже исчезнуть. [c.140]

Электрохимический анализ относится к числу интенсивно развивающихся областей химии. Интерес к этому методу, и в частности к вольтамперометрии и полярографии, обусловлен тем, что они дают возможность сравнительно просто получить широкую информацию о кинетике электродных процессов и о составе исследуемых растворов. Одно из наиболее ценных качеств этих методов — высокая чувствительность. Она достигается либо использованием переменного тока,, когда увеличение, отношения сигнала к помехе обеспечивается соответствующими схемами приборов, либо предварительным концентрированием определяемого компонента на электроде или в его объеме, т. е. вовлечением в зону электродной реакции большего количества вещества. Последнее концентрируется в виде амальгамы — амальгамная полярография с накопле-ниeм — и в виде твердого осадка металла или химического соединения — инверсионная вольтамперометрия твердых фаз (пленочная полярография с накоплением ). Основным источником информации в инверсионной вольтамперометрии служат поляризационные кривые электрохимического превращения твердого вещества, предварительно осажденного на поверхности электрода или введенного в его объем. [c.6]

Инверсионная вольтамперометрия твердых фаз расширяет возможность электрохимического определения анионов, элементов, не образующих амальгам, не восстанавливающихся до металлического состояния и более благородных, чем ртуть. Изучение этим методом процессов осаждения и растворения малых количеств веществ дает ценные сведения о механизме электродных реакций и особенностях поведения гетерогенных систем, в которых зарождается или исчезает одна из фаз. После.днее представляет практический интерес, например, в связи с применением электрохимических ячеек в качестве элементов электронных схем, где процессы осаждения и растворения тонких слоев металлов и соединений, вероятно, могут использоваться для интегрирования малых токов. [c.7]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология