химический каталог




Анорганикум Том 2

Автор Г.Блументаль, 3.Энгельс, И.Фиц, В.Хабердитцль и др.

ее термин «электролиз». Под электрогравиметрией понимают такой метод анализа, в котором «реагентом» служит избыточное количество электрического тока. Под действием тока определяемый компонент выделяется из раствора в виде осадка, который затем взвешивают. Следовательно, способом определения как таковым в данном методе является гравиметрия.

В раствор электролита погружают два электрода, к которым прикладывают постоянное напряжение. На обоих электродах при этом могут 'протекать химические реакции: процессы восстановления (присоединение электронов) на отрицательно заряженном катоде и процессы окисления (отдача электронов) на положительно заряженном аноде. При этом число электронов, принимаемых на аноде, должно быть равно числу электронов, отдаваемых на катоде. В соответствии с законами Фа-радея количество выделившегося при этом из раствора вещества пропорционально количеству тока, проходящего через цепь.

(397)

Для понимания сути процесса нужно рассмотреть вопрос о взаимосвязи напряжения, силы тока и сопротивления. Для проводников первого рода эта зависимость выражается законом Ома: V — iR. При прохождении тока через раствор электролита эта зависимость изменится. Пусть два электрода, изготовленные из одного и того же металла, опущены в водный раствор соли этого металла (например, серебряные электроды в раствор AD;N03) и к ним приложено постепенно увеличивающееся напряжение. Напряжение s„, необходимое для выделения металла на катоде при комнатной температуре, определяют в соответствии с уравнением Нернста:

Р _„О I 0,059 , , ,,

е« - е Ме/ме+ + -— lg <^Ме++пМе

++т|Ме

(398)

т?1,1-ПереНа11рЯЖенне- НэпРяжение е„ необходимое для рас-

творения металла на аноде, равно р

_РО , 0,059 ,

а — 6 Ме/Ме+ i lg а

До тех пор пока а„Ме+=ааМе+, ек и еа равны и противоположны по знаку и поэтому взаимно уничтожаются. В этом идеаль-но мяТгпе ТТ ПР°ТЕКА" ПРИ "Риложении любого сколь угод-тояькпТ нат>яже™я. Электрическая работа затрачивается только на нагревание контура (включая раствор электролита)

Закон Ома при этом справедлив. Кривая зависимости силы тока от напряжения линейно возрастает (рис. Д.84, кривая/).

В действительности при прохождении электролиза вблизи электродов происходит изменение концентрации ионов Ме+, связанное с восстановлением их на катоде (по уравнению 1Ле++е~—»-Ме) и с окислением на аноде (Me—*-Ме+ + ег). Эти изменения концентраций вблизи электродов нельзя полностью устранить даже при интенсивном перемешивании раствора в процессе пропускания тока. Они, естественно, тем больше, чем больше сила тока и чем меньше размер электродов. Поэтому сКМе+<а»Ме+ и еа и ек уже не равны: еа увеличивается, а ен уменьшается. Разность этих потенциалов противоположна приложенному напряжению и поэтому ее называют протиеопотен-циалом или концентрационным перенапряжением (Up). Приложенное напряжение должно быть больше потенциала перенапряжения. Если для начальной стадии электролиза соотношение между величинами можно было выразить формулой Rz — = UMIU (где Rz—сопротивление ячейки; i — сила тока; t/M — напряжение на клеммах), то теперь его следует заменить на Rz=(U„n—Up)li.

Следовательно, в электрогравиметрии напряжение на клеммах должно расти быстрее, чем ток, проходящий через раствор. На графике (рис. Д.84, кривая 2) наблюдается отклонение от линейности. Поскольку концентрационная поляризация электродов тем сильнее, чем больше ток, это отклонение всегда проявляется с увеличением силы тока. Если при увеличении напряжения сила тока уже не возрастает даже при перемешивании раствора электролита, то достигнут так называемый предельный ток. Сила тока в этом случае ограничена скоростью Диффузии ионов к электродам через пограничный слой. Скорость диффузии определяется законом Фика: при постоянной температуре она зависит только от концентрации. Поэтому вольт-амперная кривая идет в этом случае параллельно оси напряжений (рис. Д.84, кривая 3), сила тока имеет постоянную величину, обозначаемую как tap. Величина его зависит от концентрации разряжающихся ионов, находящихся в растворе. Эту зависимость используют в полярографических методах анализа,

17-1880

Рассматриваемый до сих пор случай, когда два электрода, выполненные из одного и того же металла, погружены в раствор соли этого металла, может встретиться только при электролитическом рафинировании металлов и не находит применения в электрохимическом анализе. В электрогравиметрии ионы Ме+ должны полностью быть выделены из раствора, и поэтому нельзя использовать электроды из того же металла. Кроме того, материал электродов не должен реагировать с раствором и должен быть устойчивым к агрессивным средам. Обычно используют платину.

Пример. Рассмотрим ход вольт-амперной крнвой при электролизе раствора CuSO. с двумя платиновыми электродами. Ток может протекать тогда, когда напряжение достаточно велико, чтобы на катоде происходил процесс восстановления и одновременно на аноде — процесс окисления. На катоде

страница 90
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237

Скачать книгу "Анорганикум Том 2" (7.21Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
купить набор вилок и ложек
термос для шашлыка
Самое выгодное предложение в KNSneva.ru: лазерный принтер - от товаров до интеграции в Санкт-Петербурге!
купить сетка для армирования кладки

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(19.01.2017)