Металлы, количественное разделение при электролизе

Ранее было показано, что при определенном значении налагаемого напряжения на электроды можно практически занершить выделение металла в процессе электролиза. Различные значения потенциалов разложения у разных ионов металлов позволяют при соответствующем выборе налагаемого напряжения определять их в смеси. Однако в процессе электролиза, как было показано ранее, э. д. с. образуемой системы постепенно возрастает, и по мере уменьшения потенциала катода может наступить момент, когда потенциал катода станет настолько низким, что начнется выделение второго компонента смеси. Для того чтобы избежать этого явления, необходимо строго контролировать потенциал катода и поддерживать его значение, отвечающим количественному выделеннк более электроположительного катиона. При этом в конце процесса электролиза ток падает практически до нуля, что и является критерием завершения электролиза данного катиона. Далее, изменяя потенциал электрода до значения, необ.ко-димого для количественного выделения второго, более электроотрицательного компонента, можно осуществить и это определение и т. д. Для проведения электролиза с контролируемым потенциалом служат так называемые потенцио-статы — приборы, поддерживающие строго заданные потенциалы катода или анода. Электролиз с контролируемым потенциалом обеспечивает большую селективность электрогравиметрического метода анализа, позволяет проводить разделение и последовательное определение ионов с близкими потенциалами разло жеиия Метод этот пригоден и для определения весьма малых количеств веществ. [c.439]

После окончания электролиза платиновый электрод взвешивают и по увеличению его массы находят содержание меди. Используя в качестве анода различные металлы, можно выделять из раствора разные элементы и проводить таким образом количественные разделения. [c.138]

Разделения методы (в аналитической химии) — важнейшие аналитические опера ции, необходимые потому, что большинство аналитических методов недостаточно селективны (избирательны), т. е. обнаружению и количественному определению одного элемента (вещества) мешают многие другие элементы. Для разделения при меняют осаждение, электролиз, экстракцию, хроматографию, дистилляцию, зонную плавку и другие методы. В качественном анализе для разделения ионов элементов применяют групповые реагенты, которые позволяют трудно разрешимую задачу анализа сложных смесей привести к нескольким сравнительно простым задачам. Рассеянные элементы — химические элементы, которые практически не встреча ются в природе в виде самостоятельных минералов и концентрированных залежей а встречаются лишь в виде примесей в различных минералах. Р. э. извлекают попутно из руд других металлов или полезных ископаемых (углей, солей, фосфори тов и пр.). К Р. э. принадлежат рубидий, таллий, галлий, индий, скандий, германий п др. [c.111]

Электрогравиметрический метод анализа заключается в выделении определяемого элемента в виде металла на предварительно взвешенном катоде, после чего электрод с осадком взвешивают и по разности массы находят массу металла. Некоторые вещества могут окисляться на платиновом аноде с образованием плотного осадка оксида, например РЬ + до РЬОг. Электролиз можно использовать также для разделения ионов. Методы анализа, основанные на электроосаждении как и другие гравиметрические методы, должны удовлетворять определенным требованиям определяемое вещество должно выделяться количественно, полученный осадок должен быть чистым (соосажде-ние примесей должно быть минимальным), мелкозернистым и плотно сцепленным с поверхностью электрода (чтобы последующие операции промывания, высушивания и взвешивания не вызвали потери осадка). Для получения осадков, удовлетворяющих этим требованиям, необходимо регулировать плотность [c.180]

Значительный прогресс достигнут за последнее время в области аналитических разделений. Применение гомогенного осаждения значительно улучшило многие разделения, которые ранее требовали больших затрат времени. Экстракционные разделения улучшены благодаря систематическому изучению равновесий, возникающих при образовании хелатных соединений металлов и при их экстракции из водных растворов. Разделения электролизом также усовершенствованы благодаря применению электролиза с контролируемым потенциалом. Кроме того, некоторые методы разделения, которые считались еще недавно неприемлемыми для условий количественного анализа, вошли в настоящее время в практику благодаря использованию многократного повторения ряда ступеней распределительного равновесия. Ярким примером такого процесса служит применение ионитов для количественного разделения ионов редкоземельных металлов, которое ранее требовало в некоторых случаях многих тысяч отдельных перекристаллизаций. [c.15]

ПЛОТНОСТЬ тока в случае осаждения отделяемого металла не должна достигать тех значений, при которых потенциал электрода сделался бы равным тому потенциалу, при котором начнется осаждение другого металла. Следует, однако, иметь в виду, что ход поляризационной кривой в процессе электролиза изменяется. Самое важное изменение заключается в том, что по мере выделения вещества из раствора происходит уменьшение величины предельного тока, а переход в область предельного тока сопровождается сдвигом потенциала в область более электроотрицательных значений — до тех значений, при которых начинается уже восстановление других присутствующих в растворе ионов. Поэтому электролиз при постоянной силе тока вообще не может быть использован для количественного разделения металлов но мере выделения металла из раствора ток необходимо непрерывно снижать, следя за изменением потенциала катода в процессе электролиза. Электролиз с непрерывным контролем величины катодного потенциала — вот тот надежный метод, который должен применяться для разделения металлов, а, следовательно, и при их концентрировании. [c.134]

Количественное разделение может быть достигнуто, если электролиз проводят при плотностях тока, не превышающих предельные токи для более электроотрицательного металла. [c.204]

На последовательном осаждении металлов, в зависимости от их потенциала выделения, основано количественное разделение металлов при электролизе. Оптимальная плотность тока, при которой происходит процесс дробного осаждения, обычно определяется экспериментально и указывается в соответственной. питературе. [c.91]

Разделение металлов при электролизе. Полное отделение одного металла от другого важно для количественного электроанализа [8]. Условия, в которых осуществляется это отделение, можно определить с помощью изложенных соображений относительно одновременного осаждения двух металлов. Эти условия должны быть подобраны так, чтобы потенциалы разряда различных катионов в данном растворе заметно отличались друг от друга. Если стандартные потенциалы металлов достаточно далеки друг от друга и выделение не сопровождается значительным перенапряжением, то возможно полное разделение этих металлов. Это имеет место для металлов, не образующих соединений или твердых растворов в данных условиях выделения. [c.647]

Рассмотрим метод электролитического разделения меди и цинка. Медь и цинк занимают различные места в ряду напряжений (см. рис. 12.3). Для разделения таких металлов можно ограничиться определенными физическими условиями, а именно приложить к электродам напряжение, достаточное для количественного осаждения меди, но недостаточное для выделения цинка даже из концентрированных растворов его солей. Для электролиза Г М раствора сульфата цинка необходимо напряжение =1,7 — (—0,8) = = 2,5 В. Если приложить меньшее нагряжение, например 1,7 В, цинк выделяться не будет. Полноту выделения меди в этих условиях можно вычислить из уравнения Нернста. Напряжение разложения 1,7 В при выделении на аноде кислорода в ряду напряжений соответствует потенциалу на катоде, равному нулю, т. е. потенциалу стандартного водородного электрода. Подставляя это значение в уравнение Нернста , находим [c.227]

Изменение pH или введение в раствор комплексообразующих добавок весьма существенно сказывается на величине потенциала. Использование этих факторов значительно расширяет возможности выделения и разделения металлов методом электролиза. Например, электроосаждению никеля, кобальта и других элементов, у которых Е°< О, из кислых растворов мешает выделение водорода. С понижением кислотности выделение водорода уменьшается и осаждение металлов, в принципе, становится возможным. Найдем, при каком pH возможно количественное выделение никеля из раствора. Полнота осаждения никеля будет достигнута при потенциале [c.248]

Однако этот процесс так называемой цементации не используется для целей прямого количественного определения, так как наряду с выделением благородного металла происходит растворение менее благородного. Для целей количественного анализа эти процессы необходимо пространственно разделить. Анализируемый раствор, содержащий, например Си + или можно поместить в одну часть сосуда, разделенного пористой перегородкой, н ввести туда платиновый электрод, который будет служить катодом. В качестве анода следует взять пластинку металла, менее благородного, чем анализируемый. В данном случае при анализе Си + в качестве анода берут пластинку металлического цинка и помещают ее в другую половину сосуда с пористой перегородкой, наполненную раствором подходящего электролита. При соединении платинового и цинкового электродов начинается процесс электролиза, при котором металлический цинк будет растворяться, а из раствора на платиновом электроде будет выделяться металлическая медь [c.138]

Осаждение на ртутном катоде. Особым видом электролитического разделения является осаждение на ртутном катоде. При этом металлы под действием электрического тока выделяются на ртути с образованием амальгам. Вследствие этого выделение и разделение многих металлов происходит быстро и количественно. Некоторые металлы (например, Ре), не выделяющиеся на твердом катоде, количественно выделяются при электролизе на ртутном катоде. Однако ряд металлов (например, А1) не осаждается на ртутном катоде. [c.442]

В методах весового электроанализа (электрогравиметрия) определение ведут по весу вещества, выделившегося на электроде в процессе электролиза. Этот метод хотя и возник раньше кулонометрии, однако является ее частным случаем. Электровесовым методом можно пользоваться для непосредственного определения элементов, а также для их количественного разделения. Такое разделение можно производить как гальваностатическим, так и потен-циостатическим методами. Последним методом пользуются в том случае, когда возможно одновременное выделение на электроде нескольких металлов. [c.55]

Особое место в электрогравиметрии занимает электролиз на ртутном катоде большое перенапряжение выделения водорода на ртути позволяет выделить на ней многие металлы Чаще ртутные злектродн используются для количественного разделения металлов,а не их определения, Электрогравиметрический анализ можно проводить на установке без внешнего источника тока - это так называемый внутренний элект-ролизгна катоде происходит выделение металла,в то время как анод подвергается электрохимическому растворению, [c.45]

Так как каждый металл выделяется электролизом при опр деленных, специфических для него условиях, то оказалось во можным путем регулирования напряжения и подбора o Tai ванн производить количественное разделение ионов. [c.16]

Твердый образец состоит из смеси хлоридов, бромидов и иодидов щелочных металлов. Для анализа барут навеску 0,5000 г и растворяют в воде, содержащей небольшое количество разбавленной азотной кислоты. Раствор переносят в электролизер, снабженный серебряными электродами, н подвергают электролизу при потенциале анода —0,06 в по отношению к насыщенному каломельному электроду. При этом потенциале осаждается иодид (но не другие галоге-ниды) согласно реакции, выражаемой уравнением Ag+J - AgJ+e . Газовый кулонометр (аналогичный изображенному на рис. 84), включенный последовательно в цепь электролиза, показывает объем газа 19,84 мл (при 25° и 760,0 мм давления), собранного за время осаждения всего иодида. Серебряный анод заменен новым, вес которого равен 2,3772 г. Потенциал увеличен до 4-0,25 в этот потенциал достаточен, чтобы вызвать одновременное осаждение хлорида и бромида (потенциалы этих двух реакций очень близки, вследствие чего количественное разделение невозможно). В процессе осаждения этих двух галогенидов собран объем газа 79,32 мл (при аналогичных условиях). По окончании электролиза анод был вынут, промыт, высушен и взвешен его вес оказался равным 2,5472 г. Рассчитайте процентное содержание каждого галогена в образце . [c.126]

Метод электролиза при контролируемом потенциале катода — мощное средство для прямого анализа растворов, содержащих смесь ионов металлов. Контроль потенциала рабочего электрода обеспечивает количественное разделение элементов со стандартными потенциалами, различающимися всего на несколько десятых долей вольта. Например, Лингейн и Джонс [8]1 разработали метод последовательного определения меди, висмута, свинца и олова. Первые три элемента можно выделить практически из нейтрального тартратного раствора. Сначала восстанавливают медь при потенциале катода —0,2 В (относительно насыщенного каломельного электрода). Катод с осадком меди взвешивают, возвращают в раствор и осаждают висмут при потенциале —0,4 В. Затем количественно осаждают свинец, увеличив потенциал катода до —0,6 В. В процессе выделения этих металлов олово остается в растворе в виде очень устойчивого тартратного комплекса. После выделения свинца раствор достаточно подкислить, чтобы разрушить комплекс олова за счет связывания тартрат-иона в малодис- [c.28]

В классическом методе электролитического разделения металлов применяется довольно значительный потенциал, так что протекающий ток имеет большую величину (несколько а мпер). Регулировка тока осуществляется только время от времени до полного осаждения металла на катоде. Прибор для этой цели имеет очень простую конструкцию и состоит из 6-вольтовой батареи аккумуляторов и соединенных с ней последовательно реостата, амперметра и электролизера с вольтметром. Необходимо обеопечить механическое перемешивание электролита. Этот метод анализа распространен достаточно широко, и поэтому имеется большое количество приборов, дающих возможность проводить электролиз в двух, четырех и даже большем числе электролизеров одновременно. Данный вопрос достаточно полно представлен в учебниках по элементарному количественному анализу и поэтому здесь далее не рассматривается. [c.186]

Разделение металлов для их количественного определения имеет особенно большое значение при определении микропримесей в различных материалах. К методам разделения, которые могут быть использованы для этой цели, относятся и амальгамные методы, к которым причисляют электролиз с ртутным катодом, обычно в сочетании с последующ,им анодным окислением полученных амальгам, и цементацию металлов амальгамами. [c.214]

Разделения с применением ртутного катода при постоянной силе тока, хотя и непригодны для электрогравиметрических определений, однако часто используются как вспомогательное средство при выполнении анализа другими методами. Касто приводит обзор различных методов электролитического удаления примесей металлов из урана. Особенно интересная методика, разработанная Фурманом и Брикером, заключается в количественном осаждении различных металлов на небольшом ртутном катоде. Ртуть удаляют дистилляцией, а остаток анализируют полярографическим или колориметрическим методом. Такая же методика может быть применена для выделения следов примесей из других металлов, например алюминия, магния, щелочных и щелочноземельных металлов, которые, подобно урану, при электролизе в кислом растворе не образуют амальгам. Паркс, Джонсон и Ликкен применяя несколько небольших порций ртути, удаляли из растворов большие количества тяжелых металлов, а именно меди, хрома, железа, кобальта, никеля, кадмия, цинка, ртути, олова и свинца, и сохраняли в нем полностью даже небольшие количества алюминия, магния, щелочных и щелочноземельных металлов для последующего определения этих элементов подходящими методами. [c.350]

При электролизе растворов, содержащих смесь ионов радиоактивных веществ, выделение каждого элемента происходит при потенциале электрода, равном или превышающем по величине критический потенциал выделения данного элемента. Таким образом, меняя напряжение на электродах заданным образом, можно последовательно выделять радиоактивные элементы — либо на катоде в виде металлов, либо на аноде в виде окислов или гидроокисей. Эффективность разделения зависит в первую очередь от соотношения потенциалов выделения разделяемых элементов, а также от плотности тока, температуры, состава электролита и материала электрода. Подбирая соответствующие условия, можно заметно увеличить величину интервала между потенциалами выделения разделяемых элементов, повысив тем самым чистоту разделения. Потенциал выделения можно также существенно менять, используя способность элементов к избирательному комплексооб-разованию. Так, радиоактивный изотоп С(1 может быть количественно отделен от радиоактивного изотопа 2п электролизом раствора, содержащего этилендиаминтетрауксусную кислоту (ЭДТУ) при pH = 3,5—4,0. В этом интервале pH 2п образует с ЭДТУ комплекс выделение 2п на электроде происходит только при значениях рН<3,0. [c.197]

Электроанализ применяют гл. обр. для количественного определения и разделения цветных, тяжелых и нек-рых черных металлов. Внутренний электролиз исиользуется для осаждения небольших количеств металлов ири анализе различных материалов. Метод контактного обмена, или цементацию, прпменяют для извлечения и концентрирования следов металлов. Полярографич. анализ предложен для определения небольших количеств химич. веществ путем пзмеренпя диффузионного тока при электролизе на капающем ртутном микроэлектроде (см. Полярография). [c.490]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология