Электроосаждение из неводных растворов

Электроосаждение алюминия из неводных растворов является одним из перспективных направлений гальванотехники. Из органических электролитных растворов, электрохимические свойства которых определяются природой применяемого растворителя и составом раствора, могут быть получены практически все известные металлы. Наибольший интерес представляет осаждение металлов, которые не могут быть получены электролизом водных растворов. Если осаждение металла происходит при потенциалах более отрицательных, чем потенциал разряда ионов [c.108]

Работы по созданию химических источников тока, использующих неводные растворители, по электросинтезу ряда веществ и электроосаждению металлов в неводных средах вызвали интерес к исследованию структуры двойного слоя и кинетики реакций в неводных растворителях. Измерения в неводных растворах позволяют решить и ряд теоретических проблем, например выяснить роль взаимодействия металл — растворитель, роль адсорбции атомов водорода и кислорода в структуре двойного слоя и др. [c.389]

Для электроосаждения щелочных металлов из неводных растворов предложено множество композиций, основанных на неводных растворителях нитробензоле, пропиленкарбонате, ацетонитриле, диметилсульфоксиде и т. д. Из этих растворителей выделяются даже такие чемпионы химической активности как литий и цезий. Последний, как известно, справедливо считают самым активным из всех металлов периодической системы элементов. При этом электролиз ведут при комнатной температуре, а выход по току нередко близок к 100 %. [c.76]

В монографии рассмотрены вопросы теории неводных электролитных растворов, имеющие значение при формировании композиций для электроосаждения металлов. Представлен обзор по катодным процессам при электроосаждении металлов различной природы из неводных сред. Отдельно рассматриваются анодные процессы и вопросы коррозии металлов в неводных средах. Заключительный раздел книги посвящен описанию методов электровыделения металлов всех групп периодической системы элементов из неводных растворов. [c.2]

Различные аспекты дифференцирующего либо нивелирующего действия растворителей на силу электролитов достаточно подробно рассмотрены в работе Н. А. Измайлова [173]. Учет этих аспектов играет существенную роль при выборе композиций для электроосаждения металлов из неводных растворов. [c.17]

Перечисленные обстоятельства обусловливают различный методологический подход к теоретическому описанию свойств разбавленных и концентрированных растворов. Поэтому здесь теоретические вопросы электропроводности неводных растворов будут рассмотрены раздельно для концентрированных растворов, в частности для двойных жидких систем, представляющих особый интерес для практики электроосаждения металлов, и для разбавленных растворов электролитов. [c.22]

Изучение поляризации выделения металлов на твердых и жидких катодах из неводных растворов дает ценную информацию для выяснения специфики электроосаждения данных металлов с целью получения их электролитическим путем. Поляризационные кривые, снятые при различных скоростях поляризации в большинстве случаев в потенциостатическом режиме, позволяют определить характер электродного процесса (обратимый — необратимый), его интенсивность (токи обмена, числа переноса катодного и анодного процессов, константы скорости, энергию активации), зависимость характера электродного процесса от концентрации отдельных компонентов электролита, силы тока, поверхности электрода [588, 479, 162, 419, 73, 186, 443, 640, 167, 16]. Метод поляризационных кривых позволяет также изучать кинетику отдельных стадий стадийных электродных процессов [643, 351]. [c.75]

ДЛЯ ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ИЗ НЕВОДНЫХ РАСТВОРОВ [c.127]

Более поздние работы [588, 167, 702, 722, 641, 664, ИЗО, 81— 85, 1235, 420] по электроосаждению щелочных металлов из неводных растворов представляют детальные исследования электродных процессов, происходящих при выделении металла, влияние на них параметров электролиза и различных добавок, зависимости качества осадка и выхода по току металла от условий электролиза. Наибольшее количество работ посвящено исследованию лития, поскольку литий, во-первых, наименее электроотрицательный из щелочных металлов, во-вторых, широко используется в качестве электродного материала в разнообразных батареях [722, 664, 960]. [c.139]

Электроосаждение металлов. Использование неводных растворов позволяет получать путем электролиза металлы, выделение которых невозможно в водных растворах, так как при достаточно отрицательных потенциалах электрода основной реакцией является выделение водорода. Получение из неводных электрол итов других металлов, выделяющихся из [c.3]

До сих пор речь шла о наводороживании при катодной поляризации в водных растворах при отсутствии электрокристаллизации на катоде новой металлической фазы. Наводороживание в неводных растворах изучено сравнительно мало имеется несколько работ по электроосаждению кадмия из органических >астворов (см. раздел 6.7) и-исследование Л. Л. Коноваловой 196—198] диффузии водорода через мембрану-катод и разрыв- [c.71]

Электроосаждение редкоземельных металлов из водных и неводных растворов. [c.194]

Описано много примеров электроосаждения из растворов солей в неводных растворителях [5]. Электролиз водных растворов хлоридов редкоземельных металлов на ртутном катоде приводит к образо<ванию амальгам, но одновременно получается значительное количество трудноотделимого осадка основной соли. Спиртовые растворы хлоридов отличаются высоким сопротивлением, и амальгамы из них получаются без особенных трудностей Амальгамы тетраметиламмония [6] и его высших гомологов получаются электролизом соответствующих хлоридов в спиртовом растворе при —34°. Имеется сообщение [c.13]

Нередко возникает задача электролитического получения полимерных пленок на катоде [15, 27, 62], поскольку анодное осаждение обладает рядом недостатков, например плохими электрическими характеристиками покрытий вследствие включения материала анода в растущую полимерную пленку. При осаждении на катоде полимерных покрытий из водных растворов в прикатодном пространстве происходит концентрирование гидроксильных ионов вследствие электрохимической реакции разложения воды. Чтобы полимерное вещество могло быть осаждено на катоде, оно должно удовлетворять двум требованиям растворяться в кислой или нейтральной среде и осаждаться при подщелачивании [15]. При проведении же процесса электроосаждения полимеров из неводных растворов дополнительно необходимы достаточно высокая проводимость растворителя и диссоциация полимерного вещества в нем с образованием поликатиона, а также тщательная очистка раствора от следов воды. Эти условия могут быть созданы, [c.32]

В неводных растворах, где практически нет свободных ионов водорода, возможно электроосаждение некоторых электроотрицательных металлов. [c.93]

СИНТЕЗЫ В НЕВОДНЫХ РАСТВОРАХ И ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЕ МЕТАЛЛОВ ИЗ НЕВОДНЫХ РАСТВОРОВ [c.82]

В неводных растворах, где нет свободных ионов водорода, возможно электроосаждение некоторых электроотрицательных металлов. Неводные растворы, применяемые для электроосаждения металлов, должны удовлетворять следующим требованиям [c.211]

Алюминиевые волноводы изготовляют электроосажденнем алюминия из неводных растворов на формы из сплава никеля с кад- [c.269]

Из более чем восьмидесяти металлов, входящих в периодическую систему химических элементов Д. И, Менделеева, едва лишь три десятка могут быть выделены электроосаждением из водных растворов. Стремление распространить найболее удобный и технологичный метод выделения и разделения элементов — электролиз — на все металлы закономерно привело исследователей и технологов к неводным растворам. [c.3]

Принципиальная возможность электровыделения металлов из неводных растворов была показана более столетия назад. Однако прикладное значение дакный метод приобрел лишь в последнее время. Связано это с несколькими обЬтоятельствами. Прежде всего лишь за последние два-три десятилетия теория элёктролитных неводных растворов поднялась на качественно новый уровень, что позволяет вплотную приблизиться к решению проблемы направленного подбора композиций для электроосаждения металлов произошло существенное расширение круга неводных растворителей, доступных исследовательской и промышленной практике, и наконец, химическая и электрохимическая технология преодолела известный психологический барьер, связанный со своеобразием и необычностью неводных растворов по сравнению с водными. [c.3]

По-видимому, можно считать закономерным, что эта книга написана и выходит в свет именно в Киеве, где еще в начале века В. А. Плотниковым были выполнены пионерские исследования по электроосажденпю металлов из невод-кых растворов, которые сразу привлекли внимание химиков прежде всего своей несомненной оригинальностью, а также тем, что в этих работах была показана принципиальная возможность электроосаждения из неводных растворов щелочных металлов и алюминия — именно тех элементов, для которых проблема электроосаждения представляется наиболее актуальной. [c.3]

Исследования по электроосаждению металлов из неводных растворов интенсивно велись школой В. А. Плотникова вплоть до 30-х годов, на исходе которых В. А. Плотниковым совместно с И. А. Шекой и 3. А. Шекой была выпущена монография Электролитическое выделение металлов из неводных растворов — единственное до настоящего времени обобщение в мировой литературе, посвященное названной проблеме. Сегодня исследования теоретических и прикладных аспектов неводной гальваники ведутся у нас в стране достаточно широко. Помимо киевской электрохимической школы активное участие в разработке данной проблемы принимают научные силы Литвы (А. Л. Левинскас), Ростова-на-Дону (В. П. Григорьев) и др. [c.3]

Исследованию зависимости молекулярной (эквивалентной) электропроводности посвящены многочисленные работы концентрации ([20, 173, 438, 547, 638, 768, 840]). Однако в больщинстве этих работ речь идет о весьма разбавленных растворах. Поэтому данный вопрос, имеющий существенное значение для теории электролитных растворов, здесь будет затронут лищь постольку, поскольку электропроводность композиций, применяющихся для электроосаждения металлов из неводных растворов и основанных на растворах относительно высоких концентраций, в известной степени коррелирует с электропроводностью разбавленных растворов. [c.27]

Механизм электролитической диссоциации, т. е. природа ионов, образующихся в системе электролит — растворитель и участвующих в переносе тока, стал предметом исследований лишь в последнее десятилетие. Причины несколько запоздалого обращения к столь важной проблеме заключаются, по-видимому, в том, что природа ионов, образующихся при электролитической диссоциации в водных растворах, часто представлялась априорно очевидной, и эта очевидность механически переносилась на неводные растворы. Углубленное изучение схемы возникновения электролитного раствора, в частности термодинамические исследования, показало, что даже в водных растворах установление чисел гидратации, границ ближней и дальней сольватации имеет решающее значение для полного описания электролитного раствора. В неводных же средах, где, в отличие от большинства водных растворов, в системе электролит — растворитель присутствует намного больше равновесных форм (см. схему (1—14)), определение природы и состава ионов имеет первостепенное значение для понимания процессов, происходящих в системе. Очевидно также и прикладное значение проблемы природы ионов в неводных растворах вряд ли процесс электроосаждення металлов из неводных растворов можно эффективно осуществлять, если не известна эта важнейшая характеристика системы. [c.57]

Электроосаждение цинка и кадмия свидетельствует о большом значении явлений адсорбции при электровосстановлении переходных металлов [681, 684, 925, 73, 924, 82, 1175, 680, 470, 957, 1070, 131]. Адсорбции на электроде подвергаются частицы, которые включают катион восстанавливающегося металла, молекулы растворителя, ионы фонового электролита, изменяя часто не только параметры процесса, но и механизм. Сопоставление данных различных авторов позволяет утверждать [73], что в неводных растворах соблюдается основное правило, характерное для адсорбции на ртутном катоде в водных растворах адсорбционная способность катионов возрастает по мере увеличения их радиусов, а органические катионы проявляют ббльшую адсорбционную способность, чем неорганические. Особенно велика роль адсорбции молекул растворителя на твердых электродах [681, 684, 73,680]. [c.86]

Первые литературные сведения по электролитическому выделению щелочных металлов из неводных растворов относятся к концу прошлого века. В. Лашинский [1007] в 1895 г. из раствора хлорида лития в ацетоне на медной проволоке выделил металлический литий в виде серой пленки. До середины настоящего столетия были предприняты многочисленные попытки электроосаждения лития и других щелочных металлов из неводных сред, в основном органических. Однако характер этих работ эпиаодический, в основном качественный и нередко малодоказательный. Катодные осадки часто представляют собой соединения щелочного металла и растворителя. А основным доказательством присутствия щелочных металлов во многих работах считается бурное взаимодействие продуктов электролиза с водой. Естественно, что такую же реакцию способны дать и металлоорганические соединения. В работах часто не приводятся условия эксперимента, использование высоких напряжений (100 В и выше) вызывает осмоление растворителя. Современный термодинамический анализ возможности взаимодействия щелочных металлов со многими растворителями [203, 201] показывает, что многие из них являются окислителями по отношению к щелочным металлам. В ранних работах часто использовались растворители, заведомо активные по отношению к выделяемому щелочному металлу. Таковы, например, работы по электролизу спиртовых растворов щелочных металлов, где возможно образование алкоголятов, а затем, в результате их электролиза, эфиров. [c.138]

Электровыделение и рафинирование меди из водных растворов изучено довольно детально. Но не всегда из обычных водных растворов можно получить электролитическую медь желаемого качества. Кроме того, эксплуатационные характеристики медных ванн часто бывают неудовлетворительными. Так, лучшими водными ваннами для получения медных гальванопокрытий до сих пор считаются цианистые. В результате этого изучение процессов электроосаждення меди из неводных растворов проводится в двух лаправлениях получение качественных высокочистых осадков меди и гальванопокрытий, в первую очередь, на активный металл. [c.141]

Поиски оптимальных условий электровыделения из еводных сред металлов подгруппы цинка направлены в первую очередь на получение качественных гальванопокрытий [702, 414, 641, 1161, 75, 1257, 1060, 257, 330, 56, 1058, 370, 18, 934]. Электроосаждение цинка изучалось преимущественно из растворов его простых солей в органических растворителях — АЦ, ФА, ДМФА, АН, этаноле [414, 1161, 278, 190, 75, 357]. В зависимости от природы растворителя и условий электролиза цинк выделяется в виде мелкокристаллического порошка или плотного покрытия, дендритов. Выход по току в основном близок к 100%. Имеются данные также по соосаждению цинка с другими металлами из неводных растворов, в частности медью [1257, 1060, 370]. Так, латуни различного состава получены при электролизе ul—Znb — формамидных растворов. Содержание цинка в осадке увеличивалось с повышением плотности тока при постоянной температуре. Причем в случае высоких плотностей тока первые 1—2 мкм осадка обогащены цинком, внешние слои — медью [1060]. Равномерное соосаждение цинка и меди происходит при низких плотностях тока. [c.146]

Проблема низкотемпературного электролитического выделения для алюминия особенно актуальна. Как известно, весь алюминий практически получают сейчас электролизом из высокотемпературных солевых расплавов — метод, далеко небезукоризненный как с экономической, так и с технологической точки зрения. В частности, при высокотемпературном злектролизе алюминия почти исключена ВОЗМОЖНОСТЬ получения гальванических покрытий. Поэтому разработка методов злектроосаждения алюминия из неводных растворов является особенно важной задачей и, начиная с пионерских работ по выделению металлов из неводных сред, неизменно привлекала внимание исследователей. Электроосаждению алюминия из неводных растворов посвящено множество работ [186, 702, 414, 298, 204, 12, 641, 302, 1271, 753, 1140, 586, 1125, 934, 721, 764, 665, 902, 1219, 205]. [c.147]

Из водных растворов лантаноиды и актиноиды катодно либо не осаждаются совсем, что используется для их отделения от примесей либо осаждаются в форме преимущественно аморфных гидроксидов [702, 414, 641, 387, 385]. Многочисленные попытки осадить РЗЭ и актиноиды из неводных растворов в элементарном виде также пока безуспешны. В лучщем случае катодные осадки состоят приблизительно из 50 % металла и 50 % органических продуктов. Утверждения о катодном выделении данных металлов в отдельных работах недостаточно обоснованы. Например, в работе [1077] предположение об электроосаждении металлического лантана основывается лишь на факте взаимодействия термически обработанного катодного осадка с водой и кислотами. Дифракционные линии Х-лучей, соответствующие лантану, в этом осадке не обнаружены. Необоснованы сведения также о выделении металлического урана [800]. Электролизом спиртовых растворов солей РЗЭ с ртутным катодом удается получить амальгамы редких земель [702, 414, 464]. Максимальная концентрация РЗЭ в этих амальгамах составляет 3 %, их разложением получают металл. [c.155]

Изготовление слоев оксидов редкоземельных элементов, тория, урана, протактиния, нептуния и транснептуниевых элементов электроосаждением из неводных сред имеет неоспоримые преимуш,ест-ва по сравнению с водными растворами. Образуюш,иеся на катоде при электролизе в водной среде гидроксиды лантаноидов и актиноидов аморфны. При дальнейшей термической обработке они образуют оксидные слои с большим количеством структурных дефектов. При электролизе из органических растворов на катоде образуются кристаллические структуры, которые при прокаливании легко переходят, теряя органическую составляюш,ую, в кристаллические структуры оксидов РЗЭ и актиноидов. Кроме того, метод электроосаждення из неводных растворов характеризует большая скорость проведения процесса, полнота выделения металла, прочность сцепления о подложкой слоев толщиной 1—5 мг/см , равномерность распределения покрытия на больших площадях. Наилуч-шие результаты получены из спиртовых растворов нитратов и ацетатов РЗЭ и актиноидов. Растворимость солей данных металлов в органических растворителях низка, поэтому в основном применяют насыщенные растворы. Из-за низкой проводимости растворов и окисной пленки на электроде используются высокие напряжения (порядка сотен вольт), плотности тока низкие. Большое значение при подборе оптимальных условий осаждения имеют площадь электродов, расстояние между ними, объем электролита, предварительная обработка электродов. Катодный процесс сопровождается газовыделением, вызывающим образование неравномерной пленки. Для уменьшения газовыделения добавляют специальные добавки, в частности этиловый спирт [221]. Катодный продукт наряду с металлом и кислородом содержит обычно азот, водород и углерод. Результаты количественного анализа показывают загрязнение катодного осадка растворителем или продуктами его разложения, но не образование соединений определенной стехиометрии [1077]. При термической обработке катодного осадка происходит уменьшение объема и перестройка кристаллической решетки, в результате чего слои растрескиваются и осыпаются, и лишь в случае тонких слоев оказывается достаточно поверхностных молекулярных сил сцепления для сохранения прочной связи с подложкой. Для получения покрытий толщиной порядка 1—5 мг/см необходимо многослойное нанесение продукта [1060]. [c.156]

Более высокого качества получены из неводных растворов сплавы свинца и олова [702, 1060, 257, 251, 579]. Так, качественный сплав олова с никелем (65 % 5п) выделен из растворов хлоридов данных металлов в этаноламине [1060]. Сплав свинца с медью толщиной 16—19 ммк электроосажден в ТГФ. Сплав в зависимости от условий электролиза содержит 78—93 % свинца [251]. В целом неводные растворы для злектроосаждения свинца и олова, а также их сплавов, по-видимому, малоперспективны. [c.159]

Из элементов щестой группы электроосаждением из неводных растворов получены в элементарном состоянии селен и теллур, предприняты многочисленные попытки по электровыделению металлов и сплавов подгруппы хрома. Систематическое изучение электрохимии селена и теллура, в частности электролиза их соединений в органических растворителях, началось в 50—60-х годах нашего века в связи о интенсивным использованием их в полупроводниковой технике. Показана возможность электролитического получения селена и теллура из растворов в спиртах, кислотах, смесях спиртов с бензолом и его производными. [c.161]

Учебное пособие предназначено для студентов по специальности Технология электрохимических производств . В нем обобщены результаты как теоретических, так и практических исследований по электроосаждению металлов из неводных растворов, проведенных, в основном, в последние годы в связи с появлением ряда новых апротонных растворителей. Рассмотрены экспериментальные данные по механизму разряда. металлов из неводиых растворов, приведены составы электролитов и условия осаждения металлов, в том числе и тех, которые не удается выделить путе.м электролиза из водных растворов. Этот вопрос еще не нашел своего отражения в монографиях, а также в учебниках и учебных пособиях по теоретической и прикладной электрохимии. [c.2]

Неводные растворы, применяемые для электроосаждення металлов, должны иметь достаточную электропроводность. [c.93]

Электроосаждение металлов из неводных растворов также сопровождается пюляризациовными явлениями, как и в водных растворах, однако поляризационная кривая в большинстве случаев имеет более сложный характер. Это объясняется взаимодействием осаждаемого металла с растворителем или изменением состава комплексных ионов в процессе электроосаждення. [c.94]

К настоящему времени в неводных растворах удалось осадить свыше 20 металлов. Обзор работ по электроосаждению металлов из неводных растворов сделан Гутманом и Шебером [332]. [c.94]

Получение циркониевых покрытий из водных растворов маловероятно из-за электроотрицательного потенциала циркония и низкого перенапряжения водорода на нем. Холт [363] проверял ряд водных электролитов, предложенных различными авторами для электроосаждення циркония, и ни в одном из электролитов не получил осадка металлического циркония. Не были также получены циркониевые покрытия и из неводных растворов. [c.100]

Образование блестящих, прекрасно отражающих поверхностей при анодном растворении металла в определенных специальных условиях было замечено в ваннах электроосаждения серебра еще лет сто назад. Однако научный и промышленный интерес к анодному полированию возник со времени появления работ Жакке [240, 241]. Он обнаружил, что некоторые металлы могут полироваться в процессе анодного растворения в смесях хлорной кислоты и ацетальдегида или в довольно концентрированном водном растворе фосфорной кислоты. С тех пор былО установлено, что это явление имеет общий характер многие водные и неводные растворы и даже расплавы электролитов могут быть использованы для полирования, и в настоящее время разработана практическая рецептура ванн для многих металлов и ряда сплавов. В литературе имеется очень большое количество сообщений о полирующих системах интересующимся можно рекомендовать хороший обзор Жакке [242]. [c.343]

Уже много лет в ряде лабораторий разных ст мира ведется напряженная работа по созданию элект лита-для выделения из неводных растворов алюмиь Как известно, алюминий, который невозможно выдел нз водных растворов, получают электролизом соле расплавов, то есть при очень высокой температуре. обстоятельство, а также выделение при электролизе сичных соединений фтора заставляет исследователей кать пути низкотемпературного электроосаждения а миния. А поскольку водный путь здесь исключается [c.90]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология