Электрохимические методы контроля и защиты окружающей среды. Кравченко Т.А - 42 стр.

                                        42
твора (99,99997%). Для расчета времени, необходимого для проведения элек-
тролиза, примем за х долю вещества, осаждаемого в одну секунду. Исходный
максимальный ток id = 2А при с = 0, 01 моль/л; соответственно исходное значе-
ние х равно
          2А/(96487 [А⋅с/моль]⋅0,01 [моль/л]⋅0,1 [л]) = 0,02 с-1 или 2%/с
По мере электролиза концентрация уменьшается во времени по экспоненциаль-
ному закону
                  с (кон.)/с (исх.) = (3 ⋅10-9)/10-2 = ехр (–0,02t).
Таким образом, -хt = ln(3⋅10-7) = 2,303 lg(3⋅10-7) и t = -2,303⋅(–6,52)/0,02=750 с.
Итак, в ходе электролиза при постоянном потенциале сила тока меняется, но
достигается приблизительно 100%-ное извлечение серебра из раствора за 750 с.
Приведенный расчет показывает, что способ проведения электролиза при по-
стоянном потенциале характеризуется не только большей точностью, но и
меньшими затратами времени по сравнению с электролизом при постоянной
силе тока.
     Проведенный расчет позволяет сравнить два способа электролиза: при по-
стоянном потенциале (более селективный способ) и при постоянной силе тока
(более простой способ). Чаще всего электролизом при постоянной силе тока
пользуются в тех случаях, когда не требуется регулировки потенциала и элек-
тролиз проводится с целью полного извлечения вещества из раствора, а не в ка-
честве селективного метода извлечения, когда в растворе отсутствуют мешаю-
щие вещества.

                                    Задачи
1. Из данных для реакции электролитического выделения водорода, приведен-
   ных ниже, вычислить относительную электрокаталитическую активность
   железного электрода относительно никелевого электрода. Ответ: 0,37.
                        Перенапряжение при данной dη / d(lgi) , В
            Электрод
                             плотности тока, В
                Fe                 -0,427               -0,120
                Ni                 -0,350               -0,112
2. Необходимо определить содержание меди в растворе с концентрацией
   приблизительно 10 моль/дм3 при рН 2 с помощью исчерпывающего
   электролиза этого раствора на платиновом сетчатом электроде. Рассчи-
   тайте силу тока, необходимого для электроосаждения меди из 100 см3
   раствора в течение 1 ч на электроде с площадью поверхности 30 см2. Ес-
   ли точность поддержания потенциала составляет ± 5 мВ, то при каком
   постоянном потенциале следует проводить электролиз при D = 1⋅10-9
   м2⋅с-1 и δ = 1⋅10-6 м? Сколько времени потребует такой электролиз? От-
   вет:53,6 мА; -0,115 В; 1011 с.
3. На баночке с KNO3 имеется этикетка, на которой указано, что содержа-
   ние тяжелых металлов (в виде свинца) составляет 0,0004%. Для удале-
   ния этих примесей проводили восстановление при постоянном потен-
   циале раствора с концентрацией нитрата калия 5 моль⋅м-3 на катоде в