Физико-химические процессы в технологии машиностроения. Стекольников Ю.А - 51 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ЕГУ им. Бунина | Елец

Составители: 

Рубрика: 

щелочно-земельных металлов и др., стоящих в ряду напряжений до алюми-
ния включительно. При этом в кислых растворах (рН<7) на катоде восста-
навливаются катионы водорода
2Н
+
+ 2ē = Н
2
,
а в нейтральных и щелочных (рН > 7) — молекулы воды
2Н
2
0 + 2ē = Н
2
+ 20Н-.
2. Если
0
/ MMe
n
Е
мало отличается от
0
/2
2
НН
Е
то возможно совместное
выделение металла и водорода. Так, происходит выделение свинца, олова,
никеля, кобальта, хрома, кадмия, цинка и других металлов, находящихся в
ряду напряжений между алюминием и водородом. Существенную роль в по-
следовательности разряда ионов металлов играет перенапряжение водорода.
Например, при электролизе водного раствора ZnS0
4
при стандартных усло-
виях на катоде должен протекать процесс восстановления ионов водорода, а
затем цинка (2Н
+
+ 2ē = Н
2
; Zn
2+
+ 2ē = Zn). Но так как перенапряжение при
выделении водорода велико и составляет ~ 0,7В, то потенциалы при восста-
новлении ионов Н
+
и Zn
2+
сближаются и происходит совместное выделение
цинка и водорода, при этом большая часть тока (~ 90 %) расходуется на вы-
деление цинка.
3. При любых плотностях тока, если Ек >
,
ТО
на катоде будет
происходить только восстановление ионов металла (Сu
2+
, Ag
+
, Аu
3+
и др.).
Электроосаждение сплавов
Совместный разряд двух или большего количества ионов возможен
только при сближении потенциалов их разряда. Сближение потенциалов
разряда ионов осаждаемых металлов может быть достигнуто изменением их
концентрации. Как следует из формулы Нернста:
n
Me
a
nF
RT
EE ln
0
, (26)
где Е — величина электродного потенциала, Е° — нормальный или
стандартный электродный потенциал (В), устанавливающийся на границе
металл — электролит, в котором а
Ме
n+
— активность разряжающихся ионов,
равная единице; F — число Фарадея; n — валентность ионов; R — универ-
сальная газовая постоянная (R = 8,314 Дж/моль • К); активность в прибли-
женных расчетах может быть заменена концентрацией с, моль/л.
В соответствии с формулой Нернста изменение концентрации двухва-
лентных ионов в 10 и 100 раз соответственно изменяет потенциал разряда
ионов на 0,029 и 0,058 В. Поэтому сближение потенциалов за счет изменения
концентрации ионов металлов может быть использовано только для осаж-
даемых металлов с близкими значениями нормальных потенциалов. Значи-
щелочно-земельных металлов и др., стоящих в ряду напряжений до алюми-
ния включительно. При этом в кислых растворах (рН<7) на катоде восста-
навливаются катионы водорода
                               2Н+ + 2ē = Н2,
      а в нейтральных и щелочных (рН > 7) — молекулы воды
                           2Н20 + 2ē = Н2 + 20Н-.

    2. Если   ЕMen / M
                          0
                              мало отличается от   Е20Н / Н2 то возможно совместное
выделение металла и водорода. Так, происходит выделение свинца, олова,
никеля, кобальта, хрома, кадмия, цинка и других металлов, находящихся в
ряду напряжений между алюминием и водородом. Существенную роль в по-
следовательности разряда ионов металлов играет перенапряжение водорода.
Например, при электролизе водного раствора ZnS04 при стандартных усло-
виях на катоде должен протекать процесс восстановления ионов водорода, а
затем цинка (2Н+ + 2ē = Н2; Zn2+ + 2ē = Zn). Но так как перенапряжение при
выделении водорода велико и составляет ~ 0,7В, то потенциалы при восста-
новлении ионов Н+ и Zn2+ сближаются и происходит совместное выделение
цинка и водорода, при этом большая часть тока (~ 90 %) расходуется на вы-
деление цинка.
    3. При любых плотностях тока, если Ек >              ТО на катоде будет
                                                                  ,
происходить только восстановление ионов металла (Сu , Ag+, Аu3+и др.).
                                                             2+



                        Электроосаждение сплавов
    Совместный разряд двух или большего количества ионов возможен
только при сближении потенциалов их разряда. Сближение потенциалов
разряда ионов осаждаемых металлов может быть достигнуто изменением их
концентрации. Как следует из формулы Нернста:

                                         RT
                              E  E0       ln aMen ,                (26)
                                         nF
    где Е — величина электродного потенциала, Е° — нормальный или
стандартный электродный потенциал (В), устанавливающийся на границе
металл — электролит, в котором аМеn+ — активность разряжающихся ионов,
равная единице; F — число Фарадея; n — валентность ионов; R — универ-
сальная газовая постоянная (R = 8,314 Дж/моль • К); активность в прибли-
женных расчетах может быть заменена концентрацией с, моль/л.
    В соответствии с формулой Нернста изменение концентрации двухва-
лентных ионов в 10 и 100 раз соответственно изменяет потенциал разряда
ионов на 0,029 и 0,058 В. Поэтому сближение потенциалов за счет изменения
концентрации ионов металлов может быть использовано только для осаж-
даемых металлов с близкими значениями нормальных потенциалов. Значи-

Страницы