Никель, анодное растворение катодного выделения водорода

Поляризация катодного выделения водорода, имеющая обычно электрохимическую природу, в существенной мере определяется материалом катода и практически не зависит от концентрации электролита [207]. Величина pH оказывает влияние на поляризацию процесса лишь при низких плотностях тока. Из побочных реакций, которые могут протекать на катоде, следует отметить процесс катодного восстановления сравнительно электроположительных катионов (например, меди, никеля), перешедших в раствор с анода [115]. Данный процесс облегчается в кислых средах. В достаточно концентрированных подкисленных нитратных электролитах может происходить катодное восстановление анионов N0 до анионов N0 , а при значительном отрицательном смещении потенциала до образования аммиака [184]. Восстановление катионов нейтрального электролита (обычно К" , Ма+) невозможно вследствие очень низких электроотрицательных значений их равновесных потенциалов, которые обычно не достигаются в условиях анодного растворения металлов. При исследовании кинетики анодного растворения металлов широко применяются методы снятия поляризационных кривых и температурно-кинетический метод. Рассмотрим несколько примеров использования этих методов применительно к анодному растворению металлов и сплавов различной природы. [c.35]

Ряд ПАВ, описанных в качестве ингибиторов анодного растворения железа и никеля, адсорбируется на этих металлах, по крайней мере при потенциалах катодного выделения водорода, не только в соответствии с изотермой Темкина, но и с изотермой Фрумкина. В то же время выводы кинетических уравнений основаны на использовании выражений, вытекающих из изотермы Темкина. В качестве обоснования этого можно привести следующие доводы. [c.81]

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]

До сих пор рассматривалась скорость коррозии, лимитируемая катодными реакциями. Однако иногда коррозия может контролироваться и анодными реакциями. Обычно это наблюдается на металлах, способных пассивироваться, таких, как хром, алюминий, титан, цирконий, никель, тантал и др. Пассивностью металла называется состояние его повышенной коррозионной устойчивости, вызванное торможением анодного процесса. Согласно термодинамическим расчетам, пассивный металл может подвергаться коррозии, но практически не корродирует из-за того, что анодное растворение его протекает крайне медленно. Например, стандартные потенциалы алюминия (Еар+/а1 = = —1,66В), циркония (Е г +/2г= —1,54 В), титана (Ет =+/т1 = = —1,63В), хрома (Есг"+/сг = — 0,74 В) значительно отрицательнее потенциалов кислородного и водородного электродов, поэтому можно было бы ожидать, что они будут корродировать как с выделением водорода, так и с поглощением кислорода. Однако они отличаются высокой коррозионной стойкостью благодаря склонности к пассивации. Пассивность в основном вы- [c.233]

Электролитическое растворение применяется для перевода в раствор кобальта из металлических или сульфидных кобальтсодержащих сплавов. Основными компонентами таких сплавов, кроме кобальта, являются железо, никель и медь. Анодное растворение металлических сплавов производится в подогретом растворе серной кислоть[. При этом на катоде основным процессом является выделение водорода. Кобальт, никель и железо из-за большой катодной поляризации в кислом растворе полностью остаются в электролите. Медь, растворившаяся на аноде, почти нацело осаждается на катоде, поэтому растворы, полученные анодным растворением, практически не содержат меди, что облегчает последующую их переработку. По мере электролиза раствор становится все менее кислым. Процесс прекращают, когда достигается почти полная нейтрализация электролита. [c.95]

Наиболее широкое применение в гальванотехнике нашли растворимые аноды, изготовленные из того же металла, который осаждается на катоде. Работа растворимого анода оказывает значительное влияние на изменение состава электролита во времени. Обычно растворимый анод работает в области активного растворения металла (участок а на поляризационной кривой рис. 1.8). Если катодный и анодный выходы по току очень близки к 100 %, как, например, в электролите сернокислого меднения, то изменения состава электролита не происходит в течение длительного времени. В растворах сернокислого никелирования катодный выход по току всегда меньше 100 % в результате протекания параллельной реакции выделения водорода, поэтому при анодном выходе по току равном 100 % электролит с течением времени будет подщелачиваться и обогащаться по ионам никеля. Если никелевые аноды находятся в пассивном состоянии и на них протекает параллельная реакция выделения кислорода, т. е. анодный выход по току значительно меньше катодного, то электролит будет подкисляться и обедняться по ионам никеля. [c.27]

На рис. 4 и 5 приведены также анодные поляризационные кривые IA. Точки, отвечающие скоростям саморастворения хрома, определенным по количеству выделенного водорода, лежат близко от точек пересечения экстраполированных линейных участков кривых I ш IA. Это соответствует современной электрохимической теории скоростей растворения металлов в кислотах и высказанному в наших предыдущих работах предположению о том, что скорость саморастворения хрома в кислотах определяется скоростями протекающих на его поверхности электродных процессов [19, 20]. Аналогичные данные были получены в случае никеля, железа и кобальта [21—23]. Следует отметить, что метод съемки анодных кривых был близок к описанному в случае катодных кривых I. [c.105]

Как Гофман, так и Грюнеберг обосновали свою гипотезу предварительного образования водорода на основе измеренных равновесных потенциалов на электродах из окиси углерода, ибо на ДСК-электродах из никеля Ренея (соответственно меди Ренея) с опорным скелетом из карбонильного ппкеля окись углерода устанавливает обратимый водородный потенциал с точностью до 20 мв. Однако такой вывод не является неизбежным, так как обратимый потенциал окиси углерода (фиг. 98) в 5 н. КОН на 450 мв отрицательнее, чем обратимый водородный потенциал [6]. Поэтому наряду с анодным растворением окиси углерода неизбежно должно происходить катодное выделение водорода на электроде. Выделение водорода тем сильнее, чем отрицательнее потенциал и чем меньше водородное перенапряжение на примененном для электрода материале. Исходя из вышесказанного, на обратимом водородном электроде, каким является использованный Грюнебергом никелевый ДСК-электрод, при работе с окисью углерода можно ожидать лишь потенциала, близкого к обратимому водородному потенциалу. [c.292]

Е. А. Беркман и сотрудники [52] изучил1и анодное растворение магния, алюминия и их сплавов и катодное выделение водорода иа различных металлах ib 3%-ном растворе Na l. Потенциал (по н. в. э.) магния при плотности тока 0,3 А/см был равен—1,4 В, алюминия — 0,42 В, сплава AI—Hg—1,26 В. Фарадеевский коэффициент использования магния был 0,65, алюминия 0,88 и сплава А1—Hg до 0,98. Высокую каталитическую активность и стабильность имели никелевые катоды, активированные палладием или рутением, а также аноды из никель-молибденового сплава. Были разработаны и испытаны макеты генераторов с анодами из алюминие-во-<ртутных сплавов, стабилизированных магнием, и никелевого катода, активированного рутением. Испытания проводились (В 3%-пом растворе Na l в течение 30 сут. При плотности тока 5- 10 з А/см напряжение элемента было 0,5 В. Расчеты показали, что в генераторах можно получить удельную энергию 300—350 Вт-ч/кг. [c.118]

Электролиз переменным током представляет большой практический интерес. Во многих случаях чисто химическое растворение металлов в кислотах протекает крайне медленно. С еще большими трудностями мы встречаемся при получении комплексных солей ряда металлов. Приведенный выше материал показывает, что технология электролитического растворения металлов является гораздо более простой и экономически выгодной. Использование в этом случае переменного тока еще более удешевляет процесс и дает возможность применить наиболее простую конструкцию аппаратов. Единственным обязательным условием применения рекомендуемого способа является преимущественное протекание процесса катодного выделения водорода перед разрядом ионов металла во время катодного полупериода. Несоблюдением последнего можно, например, объяснить крайне низкие коэффициенты использования тока, полученные Л. Каданером и Т. Диком [5] при растворении платины и родия переменным током промышленной частоты. Этот способ может быть также применен для анодного растворения электроположительных металлов в средах с более высоким окислительным потенциалом и при получении растворов прочных комплексных соединений. Мы рекомендуем этим способом готовить также электролит для рафинирования металлов железной группы и защитных покрытий никелем. [c.51]

На примере растворения в Н2804 никеля было показано, что реакция разряда ионов Н3О+ не влияет на скорость растворения металла (рис. 4.9). Анодная поляризационная кривая 3 на этом рисунке при потенциалах вблизи потенциала коррозии отклоняется от тафелевой прямой вследствие снижения анодного тока в результате протекания катодной реакции выделения водорода (2 на рис. 4.9) с соизмеримой [c.86]

На электроде, наряду с изучаемой, протекает и другая электрохимическая реакция (или одновременно несколько других реакций). В таких условиях лишь часть пропускаемого количества электричества расходуется на осуществление изучаемой реакции. Например, при катодном осаждении никеля из кислых электролитов никелирования вместе с реакцией разряда ионов никеля (Ni2+ + 2e —Ni) может протекать и реакция выделения водорода (2Н+ + 2е = Нг), а при электрополировке никеля одновременно с его анодным растворением выделяется кислород (2Н2О = 02 + 4Н+ - - 4е). Каждая подобная реакция подчиняется закону Фарадея. Но если а priori предполагалось протекание только одной реакции, а количество прореагировавшего вещества (или продукта реакции) оказывается меньше, чем необходимо по закону Фарадея, то экспериментатор получает возможность обнаружить и исследовать не ожидавшийся в условиях опыта или даже неизвестный электродный процесс. Одновременно протекающие электрохимические реакции мы кратко рассмотрим ниже. [c.16]

С другой стороны, в работе [1] на примере никеля было показано, что реакция разряда ионов водорода не влияет на скорость растворения металла (рис. 2). Анодная поляризационная кривая 3 на рис. 2 при потенциалах вблизи коррозионного (фк) отклоняется от тафелевской прямой вследствие снижения анодного тока за счет протекания катодной реакции выделения водорода (2 на рис. 2) с соизмеримой скоростью. Внесение поправки на эту реакцию путем алгебраического суммирования внешнего анодного тока и скорости выделения водорода (найденной газометрически и выраженной в единицах плотности тока) приводит к получению линейного отрезка поляризационной кривой (4 на рис. 2), проходящего через точки анодной поляризационной кривой, лежащие при достаточно положительных потенциалах. Приведенные данные показывают, что кинетика растворения металла остается одной и той же как в присутствии, так и в отсутствие параллельно протекающего процесса выделения водорода. [c.12]

Рис. 2. Катодная (1) и анодная (3) поляризационные кривые, измеренные на никеле в 1 и. серной кислоте 2 — полученная газометрически парциальная кривая выделения водорода, 4 — найденная алгебраическим сложением кривых 3 я 2 парциальная кривая растворения никеля.

По данным Пионтелли [9], Мюллера [10] и других, электрокристаллизация металлов из чистых хлоридных растворов протекает при несколько меньшей поляризации электрода. Авторами установлено, что деполяризующее действие ионов хлора при выделении металлов из растворов с добавками чрезвычайно велико. Представление об этом эффекте применительно к катодному выделению металлов на ртути дают кривые I — ф, снятые на автоматическом полярографе Орион (рис. 2). Из верхнего графика видно, что введение в сульфатные электролиты небольших количеств (0,005 н.) ионов тетрабутил аммония приводит к очень резкому торможению катодных процессов. Увеличение поляризации (Дф для I = / пр) в отдельных случаях составляет 0,7—0,9 в (В1, Сс1). Торможение электролиза происходит почти до достижения потенциала десорбции добавки с электрода. Несколько более ранний подъем тока для кислых растворов объясняется разрядом ионов водорода. В отличие от этого в хлоридных электролитах [ (С4Нд)4К ] 2804 не затормаживает выделения меди и висмута и лишь несколько увеличивает поляризацию при разряде ионов кадмия. Почти не снижается поляризация при выделении на Н никеля и марганца. Уменьшение торможения при адсорбции ионов хлора происходит и при анодном растворении металлов. Аналогичный эффект наблюдается для многих других органических добавок. [c.383]

Р ости анодного растворения. Следует отметить, что никель может влиять н на катодный процесс. При потенциалах коррозии хромистых сталей в серной кислоте никель, имеющий в этих условиях меньшую скорость раст-БО рения, чем хром и железо, может накапливаться на поверхности стали. Так как он имеет более низкое ое ре-напряжение выделения водорода, чем ро-мистая сталь, то его накопление яа поверхности смещает потенциал стали в положительную сторону, что было показано на примере стали Х25Н6Т [54, с. 315] Однако вследствие того, что выделение водорода а иикеле протекает при [c.204]