Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Використання електролізу у промисловості
Рафінування металів. Рафінування металів – це процес очищення їх за допомогою електролізу. Розглянемо процес рафінування міді. Анодами є пластини забрудненої (чорнової) міді товщиною 25...50мм, які електрохімічно розчинюються разом з домішками – активними та неактивними металами. Катодами є листи рафінованої міді товщиною 0,5...0,7 мм. Електроліт складається з розчину мідного купоросу і сульфатної кислоти, температура в електролізері 50...60оС Умови електролізу підбирають таким чином, щоб на катоді з електроліту осаджувалася тільки мідь, а домішки залишалися у розчині (Fe2+, Zn2+, Ni2+), або випадали у осад (Ag, Au, Se). Метали, потенціали яких є близькими до потенціалу міді осаджуються разом з нею на катоді (As, Bi, Pb, Sn). (-) Сu (чорнова) | CuSO4 | Cu (очищена) (+) А: Cu0 - 2ē ® Cu2+ K: Cu2+ + 2ē ® Cu0 Таким чином добувають мідь досить високого ступеню чистоти (99,0% Cu). Добування газів, лугів, активних металів О2 і Н2 добувають при електролізі води, розчинів лугів і кислот, Сl2 – при електролізі розплавів і розчинів солей лужних металів. Лужні і лужноземельні метали добувають електролізом розплавів солей (схеми процесів наведені вище). Добування алюмінію. Алюміній добувають електролізом розплавленої суміші глинозему і кріоліту (Al2O3 + Na3[AlF6]) при температурі 1000оС. Кріоліт додають для підвищення електропровідності розплаву і зниження температури плавлення Al2O3. Глинозем при цій температурі дисоціює на іони: Al2O3 «Al 3+ + AlO Анодом є товсті графітові стержні, катодом – залізний корпус ванни, футерований графітом. Електродні процеси такі: А: 4AlO – 12 ē ® 2Al2O3 + 3O K: Al3+ + 3e ® Al0. Гальванопластика і гальваностегія. Гальванопластика – процес виготовлення точних копій виробів з металів, пластмас шляхом нанесення електрохімічного покриття, яке легко відокремлюється від основи. Гальванопластика широко застосовується при виготовленні матриць у поліграфії, прес-форм і т.п. Цим методом виробляють фольгу, ювелірні вироби, копії скульптур, гравюр, деталі машин складної конфігурації. Товщина осадженого металу коливається в межах 0,1...10,0 мм Гальваностегія – процес нанесення металевого покриття на метали шляхом електролізу. В основному ці покриття наносяться з декоративною метою та з метою захисту металів від корозії і будуть розглядатися у відповідному розділі. Основна різниця обох процесів складається у тому, що у гальванопластиці покриття відокремлюють від основи, а у гальваностегії покриття повинно міцно з'єднатися з основою.
Розв'язання типових задач Гальванічні елементи Задача 1. Розрахувати потенціал водневого електрода з концентрацією [Н+] = 10-3 М. Розв'язання: 1. рН -? рН = – lg[Н+] = – lg10-3 = 3. 2. j(2Н+½Н2) -? j 2Н+½Н2= - 0,059 рН = - 0,059 . 3 = – 0,0177 В. Відповідь: потенціал водневого електроду при рН = 3 дорівнює – 0,0177 В. Задача 2. Розрахувати потенціал залізного електрода, зануреного у 0,1 М розчин ферум(ІІ) хлориду. Розв'язання: Для розрахунку потенціалу в таблиці знаходимо значення стандартного потенціалу (j0Fe+2½Fe0= – 0,44 В) і використовуємо формулу Нернста: jFe+2½Fe0 = j0Fe+2½Fe0 + 0,059 / 2 . lg C (Fe+2) = - 0,44 + 0,059/2 lg10-1 = -0,44 -0,03 = - 0,47 В. Відповідь: потенціал залізного електрода дорівнює - 0,47 В. Задача 3. Розрахувати потенціал окиснювально - відновного манганового електрода, якщо концентрації перманганат-іона та іона Mn+2 дорівнюють одиниці, а рН розчину - 3. Розв¢язання: 1.jМnO4-+8H+зMn2++4H2O-? Використовуємо значення стандартного потенціалу, взятого з таблиць і рівняння Нернста для окиснювально-відновних електродів. j0МnO4-+8H+зMn2++4H2O= 1,55 В. jМnO4-+8H+зMn2++4H2 = j0МnO4-+8H+зMn2++4H2O+ lg = = 1,55 + lg = 1,55 + lg 10-24 = 1,55 - 0,28 = 1,27 В. Відповідь: потенціал манганового електрода у розчині з рН 3 дорівнює 1,27 В. Задача 4. Розрахувати гальванічний елемент, складений з цинкової пластини, зануреної у розчин цинк сульфату з концентрацією 10-3 моль/л та залізної пластини, зануреної у розчин ферум хлориду з концентрацією 10-1 моль/л. Розв'язання: 1. jZn2+|Zn, jFe2+|Fe-? В таблиці стандартних потенціалів знайдемо значення стандартних електродних потенціалів систем Zn2+|Zn0 та Fe2+|Fe0 і розрахуємо потенціали окремих електродів за рівнянням Нернста. j0Zn2+|Zn0== - 0,76 B, j0Fe2+|Fe0= - 0,44 B. jZn2+|Zn0 = j0Zn2+|Zn0 + (0,059 / 2) lg С (Zn2+) = - 0,76 + (0,059 / 2) lg 10-3 = = - 0,76 + (- 0,09) = - 0,85 В. jFe2+|Fe0= j0Fe2+|Fe0+ (0,059 / 2) lg С (Fe2+) = - 0,44 + (0,059 / 2) lg 0,1 = = - 0,44 + 0,03 (-1) = - 0,47 В. 2.Визначення катода і анода. - 0,85 В - 0,47 В А К Цинковий електрод буде анодом, оскільки має більш від¢ємний потенціал, залізний електрод буде катодом (більша алгебраїчна величина потенціалу).
3. Схема гальванічного елемента і напрямок електричного струму. (-) Zn |Zn(NO3)2 (10-3 М) || Fe(NO3)2 (0,1 М)| Fe (+). 4. Електродні процеси. А: Zn0 - 2е ® Zn2+; на цинковому електроді відбувається процес окиснення цинка. К: Fe2+ + 2e = Fe0; на залізному електроді відбувається відновлення заліза. 5. ЕРС -? Е = jFe2+|Fe0 - jZn2+|Zn0 = - 0,47 – (-0,85) = 0,38 В. 6. D G 0 -? D G 0 = – Аmах – nEF = – 2 0,38 96500 = – 73340 Дж/моль Відповідь: ЕРС елемента дорівнює 0,38 В, D G 0 = – 73340 Дж/моль.
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-06; просмотров: 238; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 44.222.196.236 (0.008 с.) |