Выделение металла и водорода на катоде

Выделение металла и водорода на катоде [c.23]

На катоде происходит выделение металла или водорода, совместное выделение металла и водорода или восстановление металла с высшей валентности до низшей. Так, например, при прохождении электрического тока через тот же раствор двухлористой меди на катоде выделится металлическая медь [c.7]

При прохождении постоянного тока через электролит на катоде разряжаются положительно заряженные ионы и, следовательно, выделяются металл и водород. На аноде при этом происходит разряд отрицательно заряженных ионов и выделение кислорода. Металл анода растворяется и переходит в раствор в виде ионов металла взамен выделившихся на катоде. В соответствии с законом Фарадея масса вещества, выделившегося при электролизе на катоде, может быть определена по формуле. [c.181]

При прохождении постоянного тока через электролит на катоде разряжаются положительно заряженные ионы и, следовательно, выделяются металл и водород. На аноде при этом происходят разряд отрицательно заряженных ионов и выделение кислорода. Металл анода растворяется и переходит в раствор в виде ионов металла взамен выделившихся на катоде. [c.131]

При движении ионов в электрическом поле имеет место электролиз, т. е перенос вещества, связанный с образованием вблизи электродов новых химических веществ (примеры выделение металлов на катоде при гальванопластике, электрометаллургических процессах и пр. рабочие процессы гальванических элементов и аккумуляторов выделение кислорода на аноде и водорода на катоде при электролизе подкисленной воды, формовка алюминия, тантала и других вентильных металлов — см. 1-11) и т. п. [c.51]

Особенностью гальванического процесса является выделение водорода на катоде. Молекулы водорода, полученные восстановлением ионов водорода или молекул воды, могут высвобождаться в газообразном состоянии, и водород в атомной форме может абсорбировать либо в покрытие, либо в основной металл. На степень любой или всех этих реакций могут влиять условия, в которых осуществляется электролиз, так как интенсивность выделения водорода обратно пропорциональна эффективности катода в процессе нанесения покрытия. [c.89]

Однако, если взвесить электрод, на котором осаждался металл, до электролиза и после него, то можно заметить, что практически металла выделилось на катоде меньше того количества, которое соответствует уравнению (1). Это расхождение объясняется тем, что на осаждение металла затрачивается лишь часть протекающего через электрод тока. Остальная часть era расходуется на побочные электрохимические процессы, например на выделение водорода на катоде. [c.25]

ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВЫДЕЛЕНИЯ ВОДОРОДА НА КАТОДЕ И НАВОДОРОЖИВАНИЯ МЕТАЛЛА КАТОДА [c.45]

Совместное осаждение цинка и никеля на катоде протекает при потенциалах, занимающих промежуточное положение между потенциалами выделения цинка и никеля (поляризационная кривая совместного выделения водорода и никеля). Повышение концентрации никеля в растворе с 0,7 до 5,9 Пл, увеличивая содержание никеля в сплаве приблизительно до 5%, сдвигает потенциалы выделения сплава на катоде в положительную сторону (фиг. 102, кривые 3, 4, 5, 6). Вследствие того, что выход металлов сплава достаточно высок и близок к 90%, а доля тока, приходящегося на выделение никеля, невелика, кривые 3, 4, 5 и 6 можно считать почти совпадающими с парциальными поляризационными кривыми выделения цинка. Отсюда следует, что выделение цинка на катоде при одновременном выделении никеля протекает со значительной деполяризацией за счет образования сплава. [c.206]

Рассмотрим наиболее простые случаи распределения металла на поверхности катода при одновременном выделении ионов металла и водорода (рис. 219). [c.425]

По законам Фарадея, можно подсчитать, какое количество продуктов электролиза теоретически должно получиться на электродах при прохождении через электролит определенного количества электричества. Однако при этом следует учитывать, что на выделение металла часто затрачивается лишь часть тока, протекающего через электрод остальной ток расходуется на побочные электрохимические процессы, например выделение водорода на катоде или (в случае анодного растворения) разряд ионов на аноде и т. п. [c.133]

В кислых цинковых ваннах чрезвычайно важно поддерживать на определенном уровне концентрацию ионов водорода. Если в растворе будет отсутствовать свободная кислота, то в случае выделения на катоде водорода, катодное пространство будет обогащаться ионами ОН. Вследствие этого образуется осадок, состоящий из гидрата и основных солей цинка, вызывающий пористые и рыхлые отложения металла на катоде. Установлено, что выделение гидрата окиси цинка наступает при pH = 6,2. Очень высокое содержание водородных ионов в растворе облегчает выделение водорода на катоде, что приводит к понижению катодного выхода по току металла и чрезмерному химическому растворению анодов. Кроме того, цинковое покрытие становится хрупким и неплотным. [c.239]

В качестве примеров замедлителей можно привести анодного— нитрит натрия смешанного — бихромат и хромат калия катодного— сернокислый цинк. Некоторые органические вещества, адсорбируемые в кислых растворах поверхностью катода, вызывают увеличение перенапряжения выделения водорода на катоде и тем самым уменьшают скорость растворения металла. [c.110]

Из всех указанных причин, понижающих выход по току, наибольшее значение имеет выделение водорода на катоде. В некоторых случаях, когда в осаждаемый на катоде металл включаются гидроокиси и другие твердые частицы, действительный вес осадка (обычно недоброкачественного) получается больше теоретического и выход по току составляет выше 100%. [c.13]

Применение сернокислого алюминия или квасцов имеет то преимущество, что при увеличении pH электролита выше 4,0—4,5 выпадает хлопьевидный осадок гидрата окиси алюминия, весьма заметный в растворе и сигнализирующий о необходимости подкис-ления электролита. Кислотность растворов при работе с кислыми цинковыми электролитами имеет большое значение. При значительной кислотности облегчается выделение водорода на катоде, что приводит к понижению выхода металла по току. Если, наоборот, кислотность будет мала, то у катода будет выпадать осадок гидроокиси цинка, что резко ухудшит качество покрытия. Кислотность электролита необходимо регулировать и поддерживать в пределах рН = 3,5-г-4,0. [c.180]

Условия кристаллизации компактного осадка опять восстанавливаются и на катоде появляется ровный светлый слой металла. Совместное выделение палладия и водорода приводит к образованию на катоде осадка, представляющего собой неустойчивую систему, состоящую из водорода и металла с расширенной кристаллической решеткой. [c.147]

Величины электродных потенциалов значительно изменяются при замыкании внешней цепи гальванического элемента или при пропускании тока извне через электролит. Объясняется это прежде всего тем, что концентрация ионов водорода или металла около электродов при прохождении тока отличается от концентрации их во всем электролите. Катионы разряжаются и выделяются на катоде, следовательно, концентрация их у катода понижается, и стремление ионов к выделению уменьшается, поэтому электродный потенциал катода становится более электроотрицательным. На аноде происходит растворение металла с образованием его ионов и накопление кислотных остатков и продуктов их разложения, в результате чего концентрация ионов у анода повышается и стремление металла перейти в раствор уменьшается, а электродный потенциал анода соответственно становится менее электроотрицательным. [c.12]

Избыток цианида вызывает бурное выделение водорода на катоде, резкое понижение выхода по току и образование пористых осадков меди. При большом избытке свободного цианида выделение металла прекращается и выделяется один водород. [c.78]

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]

Металлы, осаждение которых затруднительно. Многие металлы не могут быть осаждены из водных растворов. В самом деле, почти все металлы группы А периодической системы (стр. 447) представляют большие трудности при осаждении из водных растворов, так как нормальное выделение водорода на катоде требует более низкого значения потенциала, чем осаждение металла в подобных случаях результатом электролиза может быть преимущественно выделение водорода и в большинстве случаев образование осадка металлического окисла или гидроокиси (образующихся вследствие осаждения металлической соли щелочью, которая получается в результате израсходования ионов водорода). В случае хрома, марганца и молибдена эти затруднения можно преодолеть в других случаях, где значение электродного потенциала таково, что мешает осаждению металла в присутствии воды, еще возможно осаждение его из органического раствора или из расплавленной соли, как, например, в случае алюминия такие ванны упомянуты на стр. 721. [c.676]

Значения ,., при которых происходит выделение водорода на катоде, обычно меньше равновесного водородного потенциала Ен, и требуется приложение дополнительного напряжения для протекания электродного процесса. Эта разность потенциалов = = Ен, — Ец определяет значение водородного перенапряжения, которое является причиной поляризации в катодном процессе. Перенапряжение водорода зависит от природы металла и состояния его поверхности. Наиболее высокие значения т], достигающие 1 В, имеют РЬ, Hg, Bi. [c.154]

Процесс хромирования протекает с незначительным выходом тока по металлу. Значительная часть тока тратится на газообразование — выделение водорода на катоде и кислорода на аноде. Так как процесс при этом протекает при очень высоких плотностях тока, то газы выделяются настолько интенсивно, что они увлекают с собой частицы электролита в распыленном виде, создавая над ванной туман. Помимо тош, что ири этом уносится значительная часть ценного электролита, создается невозможная обстановка как для обслуживаю-щ,его персонала, так и для лиц, находящихся вблизи или случайно соприкасающихся с хромовыми установками. [c.333]

Поэтому в зависимости от величины перенапряжения водорода могут быть различные количественные выделения на катоде металла и водорода в очень кислой среде может выделяться на катоде один водород. Это положение является ансрюгичным и для хлористой ванны. [c.82]

При постоянном омическом сопротивлении R и постоянном потенциале цинкового анода Va сила тока элемента Zn 3%-ная H2SO4 Ме будет зависеть от природы катода, т. е. от потенциала, установившегося на втором металле Vk. Этот потенциал равняется равновесному потенциалу водорода в данном растворе, смещенному в отрицательном направлении на величину перенапряжения выделения водорода на катоде. [c.81]

Наиболее пригодны для этого электролиты, в которых при небольших плотностях тока происходит обильное выделение водорода на катоде. В качестве электролитов используют водные растворы солей, кислот и щелочей, катионы которых находятся в начале электростатического ряда напряжений по отношению к водороду, а также растворы солей щелочных металлов, растворы кислот и щелочей, таких, как Naj og, NajSOi, NaOH, КОН, H l и др. [c.226]

Но реверсирование тока должно влиять также и на наводо-роживание металла основы и металла покрытия. Механизм влияния реверсирования на наводороживание металла основы может заключаться в действии перемены направления тока непосредственно на акт выделения водорода на катоде (ионизация адатомов водорода в анодный период), или в действии электромагнитного поля на диффузию водорода в приповерхностных слоях металла, либо, наконец, (в случае электроосажде-кия металлов) в изменении водородопроницаемости формирующегося осадка металла. Влияние этих факторов в отдельности трудно оценить. Кроме того, уменьшение внутренних напряжений в металле покрытия приводит к меньшему понижению усталостных характеристик образцов с гальванопокрытиями, нанесенными в режиме реверсирования тока. Поэтому если оценивать влияние реверсирования тока на величину наводорожи-вания стали по результатам усталостных испытаний покрытых, образцов, то результаты будут сложной функцией указанных переменных. [c.370]

В результате анализа этих концепций и материала исследований случаев разрушения элементов конструкций машин и оборудования предложено рассматривать процесс коррозии под напряжением как следствие циклического механоэлектрохимического эффекта в агрессивных средах [3]. В местах поверхностных дефектов и на участках концентрации напряжений происходит образование микротрещин. Среда воздействует химически, увеличивая растрескивание, и электрохимически, способствуя ускорению развития трещины. Функционирует микрокоррозионная пара вершина трещины, представляющая обнаженные кристаллы металла, — анод, остальная поверхность под окисной пленкой — катод. Накапливающиеся на аноде продукты коррозии закупоривают трещину, так как их объем превышает объем металла в 1,5. .. 2 раза и расклинивают ее. Выделяющийся на катодных участках водород приводит к частичному восстановлению окисной пленки. Макрокоррозионная пара смещается по поверхности, и до расклинивания трещины продуктами коррозии в вершине трещины происходит изменение знака на отрицательный. Интенсивное выделение водорода на катоде способствует дальнейшему охрупчиванию и разрушению металла. [c.579]

Некоторые авторы полагают, что бл ескообразователи или продукты их катодного восстановления, адсорбируясь на катоде, благоприятствуют росту кристаллов в плоскости, параллельной поверхности покрываемого металла. Происходит поочередная адсорбция и десорбция добавок. В качестве доказательства этой гипотезы приводится слоистость блестящих осадков. Однако слоистость покрытий не обязательно обусловливается адсорбцией и десорбцией поверхностно активных веществ. Например, слоистое строение некоторых покрытий вызывается неравномерностью выделения водорода на катоде [108]. Согласно второй теории, блескообразователи адсорбируются не на всей поверхности катода, а лишь на ее активных центрах [109, 118, 132]. По мнению Ю. Ю. Матулиса [109, 133], блескообразователи не успевают диффундировать ко всем катодным участкам из-за их малой концентрации по сравнению с другими компонентами раствора. Он считает, что блеск осадков во многих случаях вызывается не первичными добавками, а продуктами их восстановления выделяющимся на катоде водородом или продуктами их взаимодействия с электролитом. Как правило, адсорбционная пленка представляет собой золь высокой степени дисперсности. Стабилизируется этот золь либо защитными коллоидами, либо образованием комплексов с блескообразователями. [c.27]

Во избежание образования и накопления гидроокиси у катода растворы солей металлов должны иметь определенную постоянную кислотность во время электролиза. Минимальная необходимая кислотность зависит прежде всего от константы гидролиза соли и потенциалов выделения на катоде металла и водорода. При этом необходимо учитывать, что при электролизе, сопровождающемся выделением водорода, значения pH прикатодного слоя всегда выше значений pH в объеме электролита [56—59], особенно в том случае, когда в растворе присутствуют соли щелочных металлов. Для поддержания постоянной малой кислотности электролитов цинкования, никелирования, кадмирования, железнения и т. д. добавляют к ним специальные вещества, которые в определенном интервале pH придают электролиту высокие буферные свойства. Такими веществами являются слабо диссоциированные неорганические и органические кислоты (борная, уксусная, аминоуксусная, муравьиная и др.) или их соли. Добавками, сообщающими высокие буферные свойства раствору соли цинка, являются сернокислый алюминий и алюмокалиевые квасцы. Буферное действие сернокислого алюминия проявляется лучше всего при pH 4—4,5, когда происходит гидролиз алюминиевой соли с образованием гидроокиси алюминия и серной кислоты по уравнению [c.32]

С уменьшением концентрации ионов водорода в растворе потенциал разряда водорода на катоде становится более электроотрицательным, и растет выход металла по току. Создание при электролизе условий, затрудняющих выделение водорода на катоде, важно еще и потому, что осаждаемые металлы, например, никель или хром, часто склонны к поглощению водорода при этом изменяются физические свойства металла, создаются внутренние напряжения, приводящие к растрескиванию покрытия и шелушению его.- По этой же причине возможно также образование в покрытии пузырей и питтинга (точечности). Концентрация Н в электролите хотя и должна быть минимальной, но достаточной, чтобы предупредить чрезмерное увеличение концентрации ОН -ионов в растворе и особенно в слое электролита, прилежащего к катоду, в противном случае в растворе [c.220]

В гальванотехнике в качестве электролита обычно применяют раствор соли, содержащий ионы металла, подлежащего осаждению. Катодом служит покрываемое изделие, а анодом — пластины из осаждаемого металла (фиг. 2). Процесс электролиза сводится главным образом к тому, что на катоде разряжаются ионы металла, которые, переходя затем в молекулярное состояние, осаждаются в виде мельчайших кристалликов, образуя на поверхности изделия слой покрытия, анод при этом растворяется с образованием новых ионов металла, взамен выделившихся на катоде. Помимо осаждения металла на катоде, часто происходит выделение газообразного водорода. Вода (хотя и в небольшой степени) также диссоциируется на ионы водорода и гидроксильные ионы [c.9]

Коррозия с выделением водорода на катоде относится к наиболее частым случаям растворения металлов, встречаюш,имся в химической промышленности. Рассмотрим подробнее явления, происходяш,ие при коррозии с водородной деполяризацией. [c.36]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...