Электрохимические методы контроля и защиты окружающей среды. Кравченко Т.А - 41 стр.

                                      41
осаждению меди на электроде. Максимальная величина тока определяется
уравнением для силы тока при диффузионном ограничении id = nFSDc/δ.
Чтобы рассчитать это значение, необходимо задаться величиной коэффициента
диффузии D; можно предположить, что он равен 1⋅10-9 м2/с или 1⋅10-5 см2/с, что
приблизительно соответствует ионам металлов, диффундирующим в водных
растворах. Расчет дает, что максимальный ток приблизительно равен 2 А. Дру-
гими словами, диффузия ионов серебра обеспечивает протекание тока силой
только до 2 А, любой больший ток немедленно приведет к электролитическому
осаждению меди.
     Этот максимальный ток, который может поддерживаться за счет осаждения
серебра, является абсолютным максимальным током. Для проведения электро-
литического разделения серебра и меди величина этого тока совершенно не при-
годна, ибо как только концентрация ионов серебра в растворе начнет уменьшать-
ся вследствие их разряда на поверхности электрода, ток силой 2 А уже нельзя бу-
дет поддерживать за счет только одних ионов серебра. Поэтому следует пользо-
ваться значительно меньшим постоянным током, например, 100 мА. Рассчитаем
концентрацию ионов серебра, которая еще может обеспечивать этот ток:
                                 0,1 = zFSDc/δ
     Отношение токов равно отношению концентраций, так как все ос-
тальные члены выражения для id являются постоянными величинами; та-
ким образом,
                  0,1 А/2,0 А = с (конечная, 100 мА)/с (0,01)
Эта концентрация равна 5⋅10-4 моль/л, или 5%-ой исходной концентрации
ионов серебра; т. е. только 95% исходных ионов серебра будет извлечено
из раствора в результате электролиза в этих условиях.
     Чтобы рассчитать время, необходимое для проведения такого элек-
тролиза, запишем закон Фарадея следующим образом:
                                 Q = It = zFcV,
где V – объем раствора.
Для извлечения 95% серебра из раствора потребуется
                                   t = zFcV/I
                      t = 96487⋅(0,01⋅0,95)⋅0,1/0,1 = 917 с
Подобные расчеты можно проделать и для других токов при электролизе;
для тока 0,02 А расчет дает 99%-ное извлечение серебра, которое потребу-
ет 9552 с (~3ч). Совершенно очевидно, что степень извлечения серебра
возрастает при снижении силы тока, но при этом возрастает время, необ-
ходимое для завершения электролиза.
в) Электролиз при постоянном потенциале.
     Точность поддержания постоянного потенциала составляет ± 0,01 В, по-
этому эффективным значением регулируемого потенциала является Е = + 0,28 +
0,01 = + 0,29 В; при этом значении потенциала электролитического выделения
меди еще не происходит. Тогда lg c Ag + (конечное) = (0,29 – 0,80)/0,06 = –8,5
Поскольку конечная концентрация ионов серебра составляет 3⋅10-9 моль/л, то в
этих условиях будет наблюдаться количественное извлечение серебра из рас-