Электролиз как метод получения Электронный газ

После этого 3—5 мин. через раствор пропускают водород и подвергают электролизу, увеличивая постепенно амплитудное значение пилообразного напряжения до 1,8 в. Подобрав нужную частоту генератора развертки, производят фокусировку электронного луча для получения четких осциллографических волн на экране. Концентрацию никеля находят методом добавок. [c.162]

Наиболее простой метод получения хлора—электрохимический. В главе, посвященной электролитической диссоциации, был разобран электролиз хлорида натрия. При пропускании постоянного электрического тока через раствор хлорида натрия на аноде выделяются пузырьки хлора. Сущность этого процесса сводится к тому, что ионы хлора 1 , соприкасаясь с анодом (+), теряют восьмой электрон и переходят в электронейтральное состояние [c.221]

ЭЛЕКТРОЛИЗ — химический процесс разложения электролита в растворе нли расплаве при прохождении через него постоянного электрического тока, связанный с потерей или присоединением электронов ионами или молекулами растворенных веществ. При этом на катоде в результате присоединения электронов к ионам или молекулам образуются продукты восстановления, а на аноде в результате потери электронов — продукты окисления. В химической иро-мышленности Э. применяется для получения металлов и их соединеиий, очистки металлов (электрорафинирование), производства щелочей, хлора, водорода, кислорода, хлоратов, перхлоратов, тяжелой воды, многих органических веществ и др. Э. является методом количественного анализа (электроанализа). Э. используется в гальванотехнике для нанесения различных металлических покрытий на металлические предметы и образование металлических копий из неметаллических предметов, для электроочистки воды, зарядки аккумуляторов и др. [c.289]

Этот метод используется для получения перекиси водорода. Можно предположить, что сульфат-ионы при таком течении электролиза образуют частицы с неспаренным электроном, которые, сдваиваясь. дают перекисную группировку [c.245]

Вещества особой чистоты получают или глубокой очисткой образцов, полученных обычными методами, или выделением особо чистого вещества из другого, более сложного, особой чистоты, или, наконец, путем синтеза сложного особо чистого вещества из простых особо чистых веществ. Во всех случаях необходима глубокая очистка веществ. Для этого используются химические и особенно физико-химические методы дистилляция и ректификация экстракция различными растворителями сорбционные методы (хроматография, ионный обмен на колонках и пр.) кристаллизационные методы (направленная кристаллизация, зонная плавка и др.) электролиз (см., например, рафинирование меди в гл. УИ1, 7) вакуумная дуговая и электронно-лучевая плавка, широко используемая в промышленности для получения чистых циркония, тантала, ниобия, вольфрама и других металлов другие методы. [c.258]

Дифтордиазин — побочный продукт (5—10% от общего количества газа, конденсирующегося в ловушке, охлаждаемой жидким азотом) при электролизе расплавленного (120—130° С) бифторида аммония. Дифтордиазин, полученный при помощи этого метода, состоит из смеси двух, а возможно, и трех изомеров, причем третий (если он действительно существует) очень неустойчив. В настоящее время полагают, что два выделенных изомера являются цис- и гранс-изомерами дифтордиазина, как показал Бауэр на основании изучения электронной дифракции смеси изомеров. [c.21]

Электрохимические методы для получения сигнала используют взаимодействие атомов, молекул, ионов с электронами на погруженных в раствор электродах, а также явления, имеющие место в растворе, подвергнутом электролизу. [c.19]

Электролиз — разложение электролита (в растворе или расплаве) при прохождении через него электрического тока, связанное с потерей или присоединением электронов ионами или молекулами растворенных веществ. При этом на катоде в результате присоединения электронов к ионам или молекула.м образуются продукты восстановления, а на аноде в результате потери электронов — продукты окисления. В химической промышленности Э. применяют для получения многих металлов, а также различных веществ (щелочи, хлора, водорода, кислорода, некоторых органических веществ). Э. служит методом количественного анализа (электроанализ). Э. используют в гальванотехнике для нанесения различных покрытий, для зарядки аккумуляторов и др. [c.156]

По существу электрохимия имеет дело с химическими реакциями, в которых происходит перенос электронов, а также с электрическим током, используемым или получаемым в подобных реакциях. Грубо говоря, всю электрохимию можно подразделить на две большие области, по смыслу как бы противоположные друг другу, несмотря на то что каждая из них подчиняется одним и тем же общим законам. Первая из этих областей связана с электролизом — процессом, в ходе которого электрический ток, вызываемый внешним электрическим потенциалом, обусловливает химическое превращение. Вторая область связана с электрохимическими элементами (называемыми также гальваническими элементами)— устройствами, в которых химическое превращение используется- для получения электрического тока. Изучение электролиза и электрохимических элементов неотделимо от переноса электрических зарядов в химических системах, и этому вопросу мы уделим много внимания. Перед тем как приступить к изучению данной главы, рекомендуется освежить в памяти методы составления уравнений окислительно-восстановительных реакций и полуреакций (см. гл. 14), поскольку мы будем иметь дело именно с такими реакциями. Характер подобных процессов и их связь с фундаментальными свойствами реагентов постоянно рассматриваются в данной главе. [c.283]

По данным классической полярографии и циклической вольтамперометрии первая стадия (10.27) полностью обратима. Препаративный электролиз соединения ( I) при потенциале этой стадии приводит к продукту, для которого зарегистрирован спектр ЭПР. Кулонометр ическим методом, однако, было показано, что на стадии (10.27) происходит переход более чем одного электрона. При обратном окислении полученного продукта расходуется лишь 0,5 фарадея электричества на 1 моль. Для истинно обратимых реакций, как для прямой, так и для обратной, требуется 1 фарадей электричества на 1 моль вещества. По-видимому, ион-радикал (СП), получающийся вначале, вовлекается в медленную химическую реакцию с образованием соединения, которое восстанавливается при потенциале первой стадии. Вторую полярографическую волну приписывают реакции (10.28). Эта стадия тоже не является полностью обратимой вследствие протонирования [см. уравнение (10.29)]. [c.312]

Как отмечено в начале этого параграфа, получение чистых металлов из руд является процессом восстановления. Для восстановления металлов ионы их должны присоединить определенное количество электронов. Эти электроны отдает им восстановитель. Атомы различных элементов проявляют неодинаковое сродство к валентным электронам. Чем выше это сродство, тем легче удается восстановить металл из руды. Например, для получения металлической ртути из окиси ртути HgO достаточно применить простое нагревание ионы ртути, при этом отнимают электроны от ионов кислорода, и ртуть выделяется в чистом виде. Получить таким же путем, например, железо из окиси железа не удается приходится применять более мощный фактор восстановление углем. Щелочные же и щелочноземельные металлы, вследствие слабости связи их атомов с валентными электронами, не удается восстановить методами, которыми пользуются при восстановлении тяжелых металлов. При этом в обязательном порядке приходится применять наиболее мощный восстановитель—электрический ток на катоде—и проводить электролиз расплавленных соединений. Следовательно, и восстановление металлов из руд также тесно связано с ранее рассмотренным электрохимическим рядом металлов (см. таблицу в 6 настоящей главы). [c.329]

В Другом методе используется электролиз натриевых или калиевых солей карбоновых кислот. При этом процессе, известном под названием электролиза по Кольбе, карбоксилат-радикалы образуются при переходе электронов от карбоксилат-ионов к аноду. Декарбоксилирование может происходить одновременно с образованием карбоксилат-радикалов или вслед за ним. Оно приводит к получению углеводородных радикалов, которые далее димеризуются. [c.561]

Такой метод, называемый внутренним электролизом, можно иллюстрировать сле-дующим примером. Поместим в стакан с рас-твором СиЗО электроды из платиновой сетки и цинковой пластинки и соединим их между собой при помощи медного провода или клеммы (рис. 75). Полученная таким образом система представляет собой, очевидно, гальванический элемент, в котором металл, имеющий меньший окислительный потенциал (2п), отдает электроны, переходя в раствор в виде ионов 2п-2е = [c.534]

Все эти элементы имеют небольшие потенциалы ионизации и отрицательные значения Е° в водных растворах, что указывает на их относительно низкую способность приобретать и удерживать электроны. Записанные выше полуреакции, по-видимому, эндотермичны (т. е. АЯ° положительна) и должны характеризоваться отрицательными энтропийными эффектами (А5° отрицательна). Такие реакции не могут осуществляться самопроизвольно, так как у них А0° положительна. Поэтому обычно наиболее экономичным способом получения чистых Ка, Mg, А1 является электролиз расплавов их соединений. Электролиз представляет собой метод, при котором электроны удаляют из одного вещества на аноде и передают их другому веществу на катоде. Жидкое состояние вещества, электролиз которого осуществляется, позволяет ионам перемещаться от одного электрода к другому. Для получения указанных трех металлов необходимо проводить электролиз в неводных растворах, так как вода будет восстанавливаться до Н2(г) легче, чем ионы этих металлов в чистые металлы. Генератор электрического тока обеспечивает высокую концентрацию электронов на катоде, и ионы металлов могут перемещаться в направлении к катоду, где они присоединяют электроны и восстанавливаются в металл. Генератор [c.183]

Сплавы ванадия. Ванадия содерхсится в земной коре больше, чем других металлов. Как основа коррозионностойких сплавов ванадий - перспективный металл. Однако его коррозионная стойкость ниже, чем остальных тугоплавких металлов (Та, ЫЬ, Мо). Поэтому целью легирования ванадия является, в частности, повышение коррозионной стойкости. Ванадий (в виде феррованадия) применяется в черной металлургии как легирующий элемент, ()аскислитель и модификатор, и невысокая чистота ванадия по таким примесям, как О, Ы, С, Ре, 81, не является препятствием для его использования по этому назначению. Однако при использовании ванадия в качестве основы соответствующих сплавов содержание этих примесей имеет большое значение. Все указанные примеси ухудшают пластичность ванадия, и так называемый черновой ванадий, полученный методом восстановления из пятиокиси ванадия У Об, непластичен. Его необходимо подвергать дополнительной очистке электролизом и вакуумным переплавом. Для изготовления опытных плавок бьш выбран ванадий, рафинированный электронно-лучевым переплавом (полупромышленного производства), трех сортов. В табл. 1 приведено среднее содержание примесей в скобках указан разброс результатов для различньгк образцов. [c.8]

В реакциях с галогенорганически.ми соединениями кадмий иа-шюго пассивнее ципка, и прямой синтез кадмийорганических соединений используется очень редко [143]. Эффективным методом получения алкилкадмийгалогенидов и их комплексов является электролиз растворов, содержащих алкилгалогениды и бидентатные доноры электронов, с использованием кадмиевого анода [142]. [c.70]

С водой взаимодействие происходит с воспламенением и взрывом.. При электролизе водных растворов на катоде выделяется не металл, а водород, так как он имеет больщее сродство к электрону. Современный промышленный метод получения этих металлов — электролиз расплавленных хлоридов. Из-за сильного электроположительного характера металлы с водородом образуют гидриды, где водород ведет себя как электроотрицательный элемент К+И",, КЬ+Н , Сз+Н . В струе хлора металлы подгруппы 1А самовоспламеняются и сгорают, излучая ослепительный свет. Взаихмодействие их с жидким бромом происходит с сильным взрывом. На воздухе они тотчас же окисляются, а рубидий и цезий способны к самовоспламенению. При этом образуются пероксидные соединения различного состава. Во влажной атмосфере металлы быстро тускнеют и покрываются коркой гидроксида, а при нагревании легко взаимодействуют с большинством неметаллов известны их интерметаллические соединения. Рассматриваемые элементы довольно легка теряют электроны при нагревании или освещении. Этим свойством пользуются при создании фотоэлементов и термоэмиттеров. Можно заметить, что все перечисленные свойства элементов подгруппы калия иллюстрировались на примере К, КЬ и Сз, а франций оставался как бы в стороне. Дело в то >л, что франций — радиоактивный элемент и является одним из самых короткоживущих. Сочетание двух качеств самого тяжелого активного металла с низкой ядерной устойчивостью создает большие трудности и препятствия в изучении этого элемента. Поэтому большинство его свойств выявлено экстраполяцией на основе сведений о поведении его аналогов но подгруппе. [c.281]

Широкое применение начинает находить электролитическое производство водорода. Это наиболее простой метод получения водорода в чистом виде. Электролитом служат водные растворы щелочей (NaOH, КОН) или кислот (Н2504). При электролизе (рис. 42) ионы водорода, передвигаясь к катоду, принимают электроны и переходят в нейтральные атомы. Последние соединяются в молекулы На и выделяются на катоде. Ионы же гидроксила разряжаются на аноде с образованием воды и кислорода [c.110]

Получение фтора. Молекулярный фтор, как и другие галогены, получают из солей, содержащих фтор-ион Р (из ( оридов). У ионов фтора электрон связан особенно прочно. Единственный метод, с помощью которого может быть освобожден электрон,— это электролиз. При получении 4 ора встречаются некоторые экспериментальные трудности из-за его высокой реакционной способности, особенно потому, что он действует на стекло. Для этой цели используют металлические сосуды (медные или никелевые), которые более устойчивы, и графитовые аноды (рис. 116). [c.342]

Прямое определение числа электронов п можно выполнить микрокулонометрически с помощью ртутного капающего электрода. Для этого используют кулонометр [392], или сравнивают в стандартных условиях полярографические диффузионные токи исследуемого вещества с током процесса, для кото poro п известно [393] критический обзор этих методов дан в работе [394]. Однако к числам электронов п, определенным из данных электролиза на макроэлектродах, следует относиться с определенной осторожностью из-за возможного протекания побочных реакции во время эксперимента. Для хорошо растворимых соединении [395] надежные результаты дает полярографическое определение концентраций электрохимически активных веществ, исходя из значении / ред и показании кулонометра, и расчет числа п из наклона зависимости ток — время, полученной в начальный период электролиза. Отсутствие линейной зависимости свидетельствует о протекании вторичных реакций. [c.231]

Феоктистов и Жданов [16] сообщают, что полученные методом постояннотоковой полярографии полярограммы 3-иодпропионитри-ла в водном растворе тетраметиламмонийбромида имеют две волны, которые были приписаны отдельным стадиям, аналогичным (7.1) и (7.2). Препаративный электролиз и кулонометрическое измерение числа перенесенных электронов показали, что обе стадии являются одноэлектронными и что продукт реакции, образующийся при потенциалах, промежуточных между потенциалами двух волн, не восстанавливается [17]. Было сделано предположение, что происходит образование димера [c.197]

Известно, что в обычной воде, кроме легкого водорода, состоящего из протона и электрона, находится небольшое количество тяжелого водорода — дейтерия, ядро которого содержит протон и нейтрон. Так вот, при электролизе воды разряжаются главным образом ионы легкого водорода, и вода, оставшаяся неразложенной, обогащается дейтерием. Именно этот метод используют для промышленного получения тяжело воды, имеющей важнейшее значение в атомной промы нленпости. И только электрохимическая кинетика может подвести научную базу под это производ- [c.42]

Число атомов в одном моле серебра равно числу Авогадро Ма= 6,023 мольЛ Заряд электрона, точно измеренный физическими методами, равен 1,602 10- Кл. Если единичный заряд любого однозарядного иона равен заряду электрона, то заряд одного моля равен 6,023X X 10 1,602 10 =9,649 Ю Кл/моль, что согласуется со значением, полученным путем электролиза. [c.220]

Продолжением этих обширных исследований явилось изучение электрохимического поведения 130 металлоорганических соединений переходных элементов [80, 81]. В этом случае был принят [80] следующий подход Нормальное исследование любого соединения включало 1) полярографическое изучение 2) исследования с помощью метода многократных треугольных импульсов (т. е. циклическая вольтамперометрня) для установления химической или электрохимической обратимости системы 3) исчерпывающий электролиз при соответствующем контролируемом потенциале и определение числа электронов (п), участвующих в реакции, которая соответствует полярографической волне 4) полярографическое изучение конечного раствора 5) исследования (когда это было целесообразно) конечного раствора с помощью метода ЭПР 6) пробное окисление (или восстановление) электрохимически генерированных веществ до исходного соединения и 7) полярографическое и спектроскопическое исследования этого конечного раствора в сопоставлении с исходным раствором . Некоторые из этих металлоорганических систем были электрохимически обратимыми, и данные для этих веществ, не приведенные в более ранних таблицах, собраны в табл. 14. Восстановленные формы не обязательно устойчивы в растворе в течение длительного времени. Другие соединения восстанавливались необратимо, но в определенных слу< чаях восстановленные формы, полученные электролизом при контролируемом потенциале, можно было окислить при постоянном потенциале до исходного материала с изменяющимся процентом регенерации. Все детали этих процессов можно найти в оригинальных статьях. Типы реакций металлоорганических соединений при их электрохимическом восстановлении показаны на рис. 3 [80]. [c.191]

Методы очистки могут быть физическими либо химическими. Физические методы включают дистилляцию, сублимацию, испарение летучих примесей, рекристаллизацию из расплава, фракционную кристаллизацию, электролиз жидкостей или твердых веществ, жидкостную экстракцию, хроматографию, ионный обмен. Важнейшим из них и наиболее общим является предложенный Пфанном метод зонной плавки—частный метод перекристаллизации из расплава (далее мы обсудим его). Все остальные методы полезны в тех случаях, когда зонная плавка неэффективна, или же они используются в сочетании с методом зонной плавки, а область открывает простор для проявления изобретательности, здесь можно применить также такие современные методы, как ионный обмен и хроматография, не получившие пока широкого распространения в этой области. Например, проблема получения сверхчистого никеля с соотношением N1 Ре или N1 Со, равным 10 1, давно ждала своего решения. Вследствие сходства физико-химических свойств всех трех металлов зонная плавка была неэффективной, хотя этим методом удается хорошо очистить никель от всех других примесей. При такой концентрации железо и кобальт препятствуют исследованию энергетических зон никеля по причинам, аналогичным указанным в разд. 4.1 (так как примесные атомы действуют как центры рассеяния электронов). Однако в аналитической химии развиты методы ионообменного разделения железа, кобальта и никеля. Если железо и кобальт отделить от никеля этим способом в водном растворе соли, а затем никель электролитически осадить и подвергнуть зонной плавке, с тем чтобы отделить от других элементов, то можно получить металл высокой степени чистоты с содержанием примесей железа и кобальта в десять —сто раз меньшим, чем при любых других доступных методах очистки. [c.212]

Следующей туи ыв в развитии гэлектроврганической химия является исследование процесса анодного замещения, который гораздо менее изучен, чем процессы электролитического окисления и восстановления. Однако здесь имеются некоторые важные факторы, которые следует считать тесно связанными с окислительно-восстановительными процессами. Во-первых, при анодном замещении не происходит в явном виде изменения числа электронов в продукте замещения. Во-вторых, атом водорода в молекуле замещается другим атомом или группой, например, атомом галоида или нитрогруппой, которые выделяются из раствора в процессе электролиза. Обычно считают, что существуют три процесса, при которых может происходить такое замещение. Первый процесс вызывается тем, что при окислении вещества в растворе образуются активные агенты, вступающие в реакцию с органическим соединением. Этот тип процесса по существу является электрохимическим по своей природе и должен зависеть от потенциала анода, плотности тока и материала электрода. Кроме того, в этом случае соединение должно вести себя как типичный деполяризатор, понижая потенциал электрода, и полученные в результате этого процесса продукты могут отличаться от получаемых обычными химическими методами. Вторая группа процессов аналогична химической реакции, и роль электрического тока заключается только в выделении замещающего агента за счет какого-либо из веществ, содержащихся в растворе. Так, например, только выделение брома из раствора бромистой соли зависит от пропускаемого тока, способность же брома вступать в реакцию замещения не зависит ни от потенциала анода, ни от материала электрода. Рез , льтат в этом случае будет по существу тот же, что и при простом барботировании брома через раствор органического соединения. Третий тип процессов, при котором происходит реакция замещения, связан с высокой концентрацией активного вещества на поверхности [c.151]

В электролитическом методе опробованы различные составы электролита [21, 22]. В первоначальном варианте электролизу подвергали расплав чистого КгТаР затем было найдено, что добавление галогенидов щелочных металлов повышает выход по току. Пятиокись тантала сначала вводили для снижения поляризации анода, но впоследствии состав электролита изменили так, что суммарный электролитический процесс свелся практически к разложению пятиокиси таким образом, этот процесс напоминает получение алюминия электролизом. Например, типичный электролит может иметь следующий состав 50—70% КС1, 20—35% KF, 5—10% КаТаР и 4—5% ТаА-Ванна подпитывается пятиокисью тантала [22 ]. Электролиз осуществляется в стальных котлах, которые служат катодом. В качестве анода обычно применяют угольные стержни. Отходящие газы состоят главным образом из двуокиси углерода, небольшого количества окиси углерода и несвязанного кислорода и практически не содержат фтора. Металлический тантал, осаждающийся на катоде в виде кека с дендритной структурой, дробят, промывают водой и царской водкой. Порошок затем прессуют, спекают и окончательно переплавляют дуговой или электронно-лучевой плавкой в вакууме. [c.20]

ЦЕЗИЙ ( aesium) s — химич. элемент I гр. периодич. системы Менделеева и. н. 55, ат. в. 132,905. Природный Ц. состоит из одного стабильного изотопа s . Получены искусственные радиоактивные изотопы Ц. (более 15), б. ч. неустойчивые напболее устойчив из них s (T>/j=33 года). Сечение захвата тепловых нейтронов атомом Ц. 29 барн. Конфигурация внешних электронов атома 6sЭнергии ионизации (в эв) s° s -+ s соответственно равны 3,893 и 25,1. Ц. был открыт в 1860 Р. Бунзеном и Г. Кирхгофом при исследовании минеральных вод Дюрк-гейма (Германия) методом спектрального анализа. Металлич. Ц. впервые получен К. Сеттербергом в 1882 электролизом расплавленного цианида Ц. [c.390]

С другой стороны, существование таких корреляций позволяет с помощью простого метода приближенно определить теоретические параметры. Полярографические потенциалы полуволн определить, конечно, легче, чем потенциалы ионизации или сродство к электрону. Полярографические данные служат также для проверки теоретических моделей, особенно теории МОХ. Мы уже видели, что потенциалы полуволн сопряженных кислот ароматических углеводородов плохо коррелируют с данными простого метода МОХ, однако корреляция с данными метода ССП значительно лучше [124]. Так, необычное полярографическое поведение циклооктатетраена является отражением относительной нестабильности радикал-аниона и стабильности дианиона [112, 115]. Эти данные позволяют предположить, что при анодном электролизе циклооктатетраена в растворителе, не обладающем нуклеофильностью, должен получаться стабильный дикатион. Мы также уже говорили об использовании полярографии и ЭКП для получения стабильных радикал-анионов, которые были исследованы с помощью ЭПР и спектроскопии. Такие данные позволяют проверить некоторые теоретические величины. [c.193]

Восстановление в щелочной среде встречает определенные трудности. Хотя полярографическое восстановление катиона пиридиния в щелочных растворах протекает с присоединением одного электрона, что подтверждает образование димерных продуктов, препаративный электролиз сколь-нибудь длительное время провести не удается из-за того, что начинается образование полимера, экранирующего катод. При обработке разбавленных (10 . ... .. 10- моль/л) растворов пиридина в полярографических условиях методом ЭПР зафиксировано образование метилвиологено-вого радикала [59]. В патенте [60] утверждается, что при "электролизе Я-метилпиридиния в слабощелочной среде в присутствии растворителя, извлекающего продукты восстановления из водного раствора, например диэтилового эфира, возможно препаративное получение тетрагидробипиридила. Электрохимическим путем получен тетрагидродиметилбипиридил с выходом по веществу до 90% при конверсии исходной соли пиридиния порядка 10%. При [c.20]

Полученный после электролиза осадок исследовали под микроскопом, в электронном микроскопе и рентгеноструктур-пым методом. Для этого после электролиза осадки счищали с образца, отмывали на центрифуге от электролита водой, спиртом и высушивали. Осадок представлял собой темно-серую, часто с бронзовыл отливом массу с тусклым металлическим блеском, в то врел1я как основной металл имеет светло-серый цвет и яркий металлический блеск (рис. 1). В электронном микроскопе при увеличении в 20 ООО раз Утевский наблюдал эту фазу в впде четырехугольных зереп после травления образца в предложенном нами электролите (рис. 2—4). Рентге-ноструктуриый анализ обнаружил в осадке металлическую фазу, отличную от основного твердого раствора. [c.384]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология