Электрохимическое осаждение элементов

В решениях ХХИ съезда КПСС, касающихся металлургии, особо отмечаются важнейшие народнохозяйственные задачи получения металлов высокой чистоты и комплексной переработки руд и полупродуктов с целью максимального использования их составляющих — рассеянных и редких элементов. Ценность электрохимических методов заключается в том, что в процессе электролиза при точном соблюдении заданного электродного потенциала при прочих равных условиях удается выделять нужный металл, свободным от примесей других металлов. Кроме того, можно селективно получить ряд металлов сообразно потенциалам его выделения. Поэтому методы электролитического осаждения металлов широко используются в гидрометаллургии. [c.11]

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]

В настоящее время электрохимические методы применяются для разделения соединений большинства химических элементов и оказались очень удобными вследствие того, что они не требуют введения в анализируемый раствор посторонних веществ. Используя различные способы электрохимического осаждения с применением платиновых или других электродов и ртутного катода, а также внутреннего электролиза (см. гл. VI, 5), можно разделять катионы алюминия, титана, циркония, ванадия, урана от катионов хрома, железа, кобальта, никеля, цинка, меди, серебра, кадмия, германия, молибдена, олова, висмута и других элементов. Можно также отделять примеси от основных компонентов при анализе цветных металлов, их сплавов и руд. [c.357]

Электролиз можно применять для выделения следовых количеств элементов, стоящих в ряду напряжений дальше, чем элемент матрицы или другие мешающие определению компоненты. При этом можно провести кулонометрическое определение с одновременным электрохимическим отделением или выделить элемент электрохимически или химически, а затем применить другие методы анализа. После выделения следовых количеств элементов на проволоке из инертного тугоплавкого металла их можно определить эмиссионными методами, внося проволоку, например, в пламя. Электролиз можно также применить для отделения матрицы, если металл матрицы стоит в ряду напряжений дальше, чем элемент, содержащийся в следовых количествах. Такие выделения обычно осуществляют, проводя восстановление на ртутном катоде. Преимуществом использования ртутного катода по сравнению с электролитическим осаждением является то, что не происходит адсорбции следовых количеств элемента, т. е. определяемый элемент практически полностью остается в растворе, не содержащем ионов металла матрицы. Но с другой стороны, при этом не достигается концентрирование определяемого элемента. [c.422]

Новое издание Практикума по прикладной электрохимии по сравнению с предыдущим претерпело заметные изменения. Заново написаны глава 3 Электролиз расплавленных солей , а также работы Электрохимическое формование . Электрохимическое осаждение латуни и бронзы , Электрохимическое получение цинка , Изготовление печатных плат и ряд других. Введено несколько новых работ ( Электрохимическая размерная обработка металлов , Электрохимическое окисление алифатических спиртов в карбоновые кислоты , Литиевый элемент ), одновременно опущены работы, потерявшие свою актуальность. Общее число работ сокращено с 44 до 42. [c.3]

Поляризационные кривые электрохимического восстановления гидроокиси таллия(III) имеют резко выраженный максимум тока, смещающийся в отрицательную сторону, при увеличении pH раствора. Наиболее симметричны и резко выражены поляризационные кривые электрохимического восстановления таллия(III) в нейтральных растворах. Эти условия являются оптимальными для электрохимического осаждения элемента. Максимальный катодный ток электрохимического растворения гидроокиси таллия(1П) прямо пропорционален количеству гидроокиси на электроде, продолжительности [c.84]

При продолжительности электрохимического осаждения 5 мин между максимальным током восстановления и концентрацией ионов кобальта в интервале О—8-10 г-ион л наблюдается прямо пропорциональная зависимость. При более высоких концентрациях ионов Со + ка кривой /иакс=/(с) появляется область насыщения, что обусловлено, по-видимому, образованием малорастворимых соединений Со + с реагентами в объеме раствора. Зависимость максимального тока электрохимического восстановления соединения, образованного на электроде, от продолжительности концентрирования прямо пропорциональна при концентрации ионов Со + в растворе около 10 г-ион л и имеет сложный нелинейный характер при концентрациях, близких к 1-10 г-ион л. Это явление обусловлено, вероятно, пассивацией электрода растущей пленкой соединения. Сложный характер зависимости максимального тока от продолжительности электролиза не препятствует использованию описываемого метода концентрирования и определения микроколичеств кобальта, так как для нужного интервала концентраций ионов определяемого элемента легко можно подобрать такую продолжительность электролиза, при которой между током и концентрацией будет наблюдаться прямо пропорциональная зависимость. Метод можно использовать для определения Со + Ы0 —Ы0 г-ион л. [c.107]

Данный метод пе может быть применен к определению потенциалов выделения веществ, находящихся в микроколичествах, так как ток, возникающий вследствие протекания соответствующей электродной реакции, совершенно ничтожен по сравнению с остаточным током электролиза. Однако для определения потенциала электрохимического осаждения элементов, имеющих радиоактивные изотопы, существует другой метод, основанный на изучении кинетики этого осаждения. [c.499]

В сплавах, компоненты которых образуют непрерывный ряд твердых растворов, при определенных электрохимических условиях наряду с основной фазой твердого раствора может образоваться и фаза электроотрицательного элемента. В качестве примера можно привести сплав золота с медью. Литейный сплав является твердым раствором, в случае же электрохимического осаждения этого сплава из цианистого электролита наряду с твердым раствором на катоде выделяется более электроотрицательный металл — медь. [c.142]

Значение коллоидообразования для радиохимических исследований ясно из того, что радиоактивные элементы, существующие в форме коллоидных агрегатов, обнаруживают аномальное поведение при таких важных процессах, как сокристаллизация, адсорбция, электрохимическое осаждение, изотопный обмен и т. д. Для целого ряда химических, физических и других исследований очень важно знать условия, приводящие к коллоидному состоянию микроколичеств радиоактивных элементов, а также условия, препятствующие переходу в это состояние. [c.237]

Определению меди обычно мешают сурьма и висмут. Подбором фона и потенциала электрохимического осаждения анодные токи этих элементов удается разделить. Так, разность потенциалов максимумов анодных токов сурьмы и меди достаточно велика, если в качестве фона используется 8 н. раствор соляной кислоты с 20% винной кислоты, соизмеримые количества висмута не мешают определению меди в 0,5 н. растворе соляной кислоты с 0,2% салицил-альдоксима, 20% лимонной кислоты и ЫО М нитрата ртути(П). В этом случае одновременно могут быть определены кадмий, сумма свинца и олова, медь, сурьма и висмут (рис. 15). Ня фоне раствора 1 н. по роданиду калия и 0,1 н. по азотной кислоте висмут не мешает определению меди при соотношениях Си В1 от 0,005 1 до 20 1. [c.49]

Разряд ионов кобальта происходит при потенциалах более отрицательных, чем —1,0 в, тем не менее катодные полярограммы хорошо выражены (рис. 23). Анодные поляризационные кривые кобальта имеют четкий максимум тока (рис. 24), величина которого прямо пропорциональна концентрации ионов кобальта в растворе (рис. 25). Элемент можно определять на фоне солей, содержащих сульфат-, тиоцианат-, тартрат-ионы, ионы аммония н др. Аналогичные кривые после электрохимического осаждения при тех же потенциалах из тиоцианатного и аммиачного растворов дает никель, из сильнощелочных растворов, содержащих тартрат- или тиоциа-нат-ионы, никель не осаждается. Такие растворы, следовательно, можно использовать для определения кобальта в присутствии значительных количеств никеля. Определению кобальта не мешают обычно соизмеримые количества ртути, серебра, висмута, свинца, кадмия и ряда других элементов. [c.63]

Железо может быть осаждено на электроде также из щелочных растворов(рН= 10), содержащих тартрат- или цитрат-ионы. Однако при этом на анодных поляризационных кривых появляется второй максимум тока, что обусловлено, вероятно, промежуточным образованием пленки Ре (ОН) 2, поскольку в процессе окисления железа в приэлектродном слое возникает высокая концентрация ионов железа. Образование гидроокиси железа(II) в процессе электролиза указанных растворов подтверждается тем, что поляризационные кривые электрохимического растворения осадка с одним максимумом тока наблюдаются и после проведения электролиза при потенциале —1,0 в, при котором возможно восстановление ионов железа(1П) лишь до двухвалентного состояния и осаждение элемента в виде соответствующей гидроокиси. В широком диапазоне концентраций ионов железа(III) между максимальным током электрохимического окисления элемента и концентраций его ионов в растворе наблюдается прямо пропорциональная зависимость. [c.65]

Иная картина возникает при электрохимическом растворении смеси железо — медь, осажденной послойно. Если внутренним слоем является медь, наблюдаются большие токи электрохимического растворения железа, чем после осаждения элемента на чистой поверхности графита, и металлы не взаимодействуют между собой. Вероятно, медная подложка, предварительно образованная на графитовом электроде, облегчает кристаллизацию железа, что способствует электрохимическому осаждению железа из разбавленных растворов. При электрохимическом растворении осадка, в ко- [c.70]

Многие элементы невозможно определить электровесовым способом. В тех случаях, когда в анализируемой смесн присутствует два или несколько близ ких по своим электрохимическим свойствам элементов, может происходить их одновременное осаждение на электроде, что затрудняет проведение электровесового анализа. Тем не менее обычно удается подобрать подходящий электролит или соответствующий потенциал электрода, при котором определяемый компонент количественно осаждается. [c.422]

В количественном анализе, по сравнению с полуколичественным, подготовка пробы усложняется, и иногда очень сильно. Источником света для количественного анализа может быть пламя, дуговой и искровой разряд, разряд в полом катоде, а в последнее время все шире применяют плазмотрон и СВЧ-разряд. Подготовка пробы определяется, разумеется, свойствами самой пробы, но в значительной степени и применяемым источником света. Для возбуждения в менее стабильных источниках света и источниках, в которых сильнее проявляется взаимное влияние элементов на интенсивность аналитических линий, требуется более сложная подготовка пробы. Например, необходимо добавление веществ, способствующих подавлению влияния третьих элементов. При определении самых малых концентраций примесей нередко требуется предварительное обогащение пробы, для чего применяют различные методы выпаривание растворов, осаждение элементов из раствора химическими способами, отделение примесей осаждением, экстракцией, адсорбцией, электрохимическим выделением, методами хроматографии и т. п. [c.195]

Материалы об электрохимическом осаждении металлов изложены в том порядке, который эти металлы занимают в Периодической системе элементов, поскольку их свойства, в особенности свойства соответствующих химических соединений, оказывают влияние на свойства электролитов, характер химических и электрохимических реакций, протекающих при нанесении покрытий. Так, общность элементов первой группы — меди, серебра, золота проявляется в способности образовывать комплексные соединения с цианидом, дифосфатом и некоторыми другими лигандами, что нашло отражение в составах электролитов для электрохимического осаждения этих металлов. Приводимые в книге сведения [c.3]

В электрохимическом ряду элементов медь стоит ближе к благородным металлам и обычно не вытесняет водород даже из кислых растворов. Более того, если пропускать водород через раствор медной соли, то наблюдается медленное осаждение меди (ускоряющееся, если процесс протекает при повышенном давлении). [c.93]

Электрохимические методы. Электролиз или электрохимическое осаждение можно использовать либо для выделения нужного радиоактивного элемента, либо, наоборот, для выделения примесей с оставлением нужного вещества в растворе. Нанример, можно выделить радиоактивную медь из раствора цинковой мишени путем электроосаждения. Радиоактивный цинк без носителя можно выделить из облученной дейтронами медной мишени посредством ее растворения и электролиза раствора до удаления всей меди. [c.404]

По своим электрохимическим свойствам элементы подгруппы марганца очень близки. Одна из особенностей электроосаждения этих металлов заключается в том, что для получения достаточно чистого осадка металла в основной электролит необходимо вводить некоторые добавки, которые, казалось бы, не имеют непосредственного отношения к восстановлению ионов этих металлов. Известно, например, что в чистом виде марганец из растворов сернокислого или хлористого марганца на катоде не выделяется лишь при введении в раствор добавок сульфата или хлорида аммония ионы марганца разряжаются до металла [1]. При этом с увеличением концентрации аммонийной соли до определенного значения скорость осаждения марганца возрастает [2]. Такое увеличение скорости восстановления ионов марганца связано с активирующим действием добавок на поверхности электрода, в частности с тем, что малорастворимые поверхностные пленки окисного или гидроокисного характера, реагируя с аммонийными соединениями, образуют растворимые комплексы — аммиакаты [3]. В случае осаждения рения такими добавками являются серная кислота и сульфат аммония. [c.137]

Коррозия является самопроизвольным процессом разрушения металлов в отличие от не называемого коррозией преднамеренного разрушения металлов при их растворении в кислотах (с целью получения солей), в гальванических элементах (с целью получения постоянного электрического тока), при анодном растворении в электролизерах (с целью последующего катодного осаждения металла из раствора) и т. п. Причина коррозии металлов — химическое или электрохимическое взаимодействие с окружающей средой — отграничивает коррозионные процессы от процессов радиоактивного распада металлов и от эрозии — механического разрушения металлов (при шлифовке металлов или износе трущихся деталей машин). [c.8]

Аналитические возможности метода амперометрического титрования широки. Этим методом можно определять практически все элементы периодической системы и большое число органических соединений, используя реакции осаждения, комплексообразования, окисления — восстановления и кислотно-основного взаимодействия. Основным достоинством метода является высокая избирательность подбором потенциала достигают условий, при которых в электрохимической реакции участвует только одно [c.156]

Электролитическую двуокись марганца получают при анодном осаждении из раствора сернокислого марганца. В зависимости от условий осаждения она может быть выделена как в виде дисперсного порошка с частицами до 10 мкм, так и в виде компактного осадка, требующего последующего измельчения. Такая двуокись обладает высокой степенью чистоты (90% и более МпОг) Электролитическая двуокись марганца отличается высокой электрохимической активностью. Имеются широкие перспективы для применения ее в производстве элементов. [c.30]

В практике лабораторных электрохимических измерений электрохимические кулонометры служат для определения выхода по току и для других целей. Так, с помощью кулонометра можно калибровать амперметры постоянного тока. Для этого удобнее использовать медный кулонометр. В последнее время применяют химо-тронные интеграторы. Это электрохимические ячейки, в которых изменяется состав раствора или состояние электрода из-за электрохимического осаждения или ионизации металлов. Химотронные интеграторы допускают непрерывное считывание показаний, осуществляют воспроизведение и передачу информации и могут быть использованы в качестве элементов или блоков вычислительных и управляющих устройств. [c.66]

Основным элементом для электрохимического формования является форма, на которую должен быть осажден металл определенной толщины. По окончании осаждения форму отделяют от осадка для того, чтобы это происходило по возможности просто, важное место в этих процессах уделяется подготовке поверхности форм перед осаждением металла. Для отделения металлической копии от формы из металла форму перед электроосаждением покрывают разделительным слоем. Если металл наращивают на неметаллическую форму (гипс, воск, стекло, пластмассу), то на нее, наоборот, наносят тонкий проводящий слой. [c.63]

При изготовлении печатных плат электрохимическим способом исходным материалом служит нефольгированный диэлектрик, на всю поверхность которого наносят слой меди (толщиной 5 мкм) путем химического восстановления. На медный слой наносят защитный рисунок (кислотостойкой краской) таким образом, чтобы рисунок на незащищенных участках меди соответствовал заданной электрической схеме. Для окончательного создания проводниковых элементов схемы на незащищенные участки меди (химической) наносят осадок меди электрохимически и поверх нее — покрытие сплавом олово — свинец. Затем кислотостойкая краска смывается растворителем, а слой химически восстановленной меди вытравливается. Как видно, в электрохимическом способе, в отличие от химического, проводящий рисунок печатной платы создается в результате осаждения металла, а не вытравливания. [c.105]

Специфические свойства поверхности эффективно используются в тонкопленочной технологии получения, например, фотодиодов, интегральных магнитных элементов вычислительной техники, приемников и ИК-излучения, радиопоглощающих и радиоотражающих покрытий, тензодатчиков, преобразователей солнечной энергии и др. Для нанесения пленок используют следующие процессы диффузионное насыщение, плазменное (или иное) напыление, испарение —конденсация, электрохимическое осаждение, электрофорез, ионную имплантацию, химический транспорт. [c.53]

Единственным экспериментально приемлемым изотопом полония служит Ро2 0( RaF) с периодом полураспада 138,4 дня, который является чистым а-излучателем и, распадаясь, образует неактивный свинец. Одним из удобных методов выделения полония является электрохимическое осаждение его на сереоряном электроде из раствора, содержащего ионы хлора. В результате образования растворимого комплекса [Ag U]" и труднорастворимого хлорида серебра потенциал серебра падает с -1-0,80 до +0,22 в (потенциал полония 4-0,77 в). В этих условиях потенциалы свинца и висмута также снижаются с —0,13 до —0,27 вис -f0,32 до + 0,16 в. При таких значениях нормального потенциала изотопы этих элементов на металлическом серебре выделяться не будут. Полоний может быть выделен также и на никелевом электроде [18]. [c.44]

Эти же цепи при определенных условиях можно использовать для установления температуры аллотропического превращения. Если повысить температуру до значения, при котором а-модификация переходит в р-модификацию, то оба -)лектрода окажутся в одной и той же модификации и э.д.с. системы будет равна (или близка) нулю. Э.д.с. системы может отличаться от нуля потому, что свободная энергия двух электродов, изготовленных из металла одной и той же модификации, не обязательно должна быть одинаковой. Это наблюдается, например, в том случае, когда электроды различаются по размерам образующих их зерен или находятся под различным внутренним напряжением. Электрод, образованный более мелкими кристаллами или находящийся под избыточным механическим напряжением, играет роль отрицательного полюса элемента. Он растворяется, а на другом электроде происходит осаждение металла. Более того, разность потенциалов может возникать даже, если в качестве электродов использоЕ1аны разные грани монокристалла одного и того же металла, поскольку они обладают разным запасом свободной энергии. Электрод, образованный гранью с по-выщенным запасом поверхностной энергии, будет растворяться, а ионы металла — выделяться на грани с меньшей поверхностной энергией. Следует, однако, подчеркнуть, что во многих из этих случаев разность потенциалов, существующая между двумя различными образцами одного и того же металла, не должна отождествляться с обратимой э.д.с., поскольку она отвечает не равновесному, а стационарному состоянию элект[)0Д0в. Разности потенциалов, возникающие в рассмотренных случая , обычно малы, тем не менее в некоторых электрохимических процессах, в частности в процессах коррозии, их необходимо принимать во внимание. [c.195]

Тип I — осадки, в процессе растворения которых не наблюдается взаимного влияния элементов. В этом случае анодные поляризационные кривые имеют два максимума тока, величина которы.х пропорциональна концентрации соответствующих ионов в растворе. Максимумы тока на поляризационной кривой наблюдаются при потенциалах, соответствующих максимальному току электрохимического растворения каждого металла. К этому типу относятся осадки, содержащие серебро — висмут, висмут — свинец, свинец — кадмий и медь — висмут. Несмотря на относительную близость потенциалов максимумов анодных токов свинца и кадмия ток растворения свинца не искажается при 80—100-кратном избытке кадмия. Большая разность потенциалов электрохимического растворения свинца и висмута позволяет зафиксировать ток растворения висмута в присутствии 400-кратного избытка свинца. Анодный ток висмута при этом уменьщается всего на 20% по сравнению с его величиной, полученной после электрохимического осаждения, металла из раствора, не содержащего свинца. Анодный ток свинца практически не изменяется при изменении соотношения [РЬ ] [Bi ] в растворе от 1 0 до 1 200. В системе серебро — висмут взаимное влияние элементов не наблюдается при соотношениях [Agi] [Biiii] 1 20 и [Bi ] [Agi] 1 25. [c.67]

Первые шаги экспериментальной электрохимии были связаны с открытием Гальвани и Вольта примитивных источников тока — первых гальванических элементов. Первое практическое применеиие электрохимии металлов — гальванопластика — было предложено академиком Б. С. Якоби в 1837 г. [36]. Это открытие постепенно привело и к созданию новой отрасли техники — гальваностегии впоследствии способ гальванического покрытия получил широкое распространение, в частности, для запдиты металлов от коррозии [37, 38]. Электрохимическое осаждение металлов применяется в гидроэлектрометаллургии, например цинка [38, 39]. Сочетание анодного растворения с последующим катодным электроосаждением лежит в основе рафинирования металлов электролизом. Важнейшие способы получения таких металлов, как алюминий и магний, и некоторых редких металлов основаны на выделении их электрическим током из расплавленных электролитов [40, 41]. Электроосаждение и анодное растворение металлов применяются и в аналитической химии [42—44]. [c.32]

Электрохимическое осаждение используется для выделения сравнптельн О небольшого чнсла элементов. Методика выделения довольно длительна и не всегда обеспечивает количественный выход. Избирательность электролитического осаждения в целом не столь высока, чтобы обеспечить высокий фактор очистки, но применение различных приемов часто позволяет сравнительно простыми средствами достичь удовлетворительных результатов. Большей частью электрохимическое осаждение применяется пя конечной стадии радиохимического выделения, когда основная масса мешающих компонентов уже удалена. [c.249]

Электродные системы ЭП изготавливаются из металлической фольги, сетки, провода и тонких пленок, получаемых различными способами (плакированием, термическим распылением, электрохимическим осаждением, прессованием и спеканием мелкодисперсных материалов с требуемым фазовым состааом и др.). Для присоединения электродной системы к внешним выводам нопользуется пайка и различные способы оварки. Конструктивным элементом электродной системы ЭП могут быть также различные мембраны, диафрагмы, сепараторы. [c.53]

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]

Полное снятие Ag l с серебра характеризуется резким скачком потенциала этого электрода. Предложены электрохимические управляемые сопротивления, которые представляют собой инертные электроды с некоторым омическим сопротивлением. При катодном осаждении на эти электроды меди или серебра их сопротивление уменьшается. Такие устройства могут применяться как аналоговые элементы памяти в автоматических системах. [c.225]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология