Interacțiunea metalelor cu soluții apoase de alcalii

În interacțiunea metalelor cu soluții alcaline, metalul este, de asemenea, un agent reducător, apa este un oxidant, iar alcaline creează un mediu.

Potențialul standard de reducere a hidrogenului (molecula de apă) într-un mediu alcalin este -0.83 V. Prin urmare, teoretic, reacționează cu alcalii pot toate metalele, potentialele sunt mai putin -0.83 V. Cu toate acestea, în realitate, în medii alcaline oxida numai metale oxizi și hidroxizi care sunt amfoter. - aluminiu, zinc, staniu, crom, plumb și alte metale care formează hidroxizi insolubili caracter bazic, în soluții alcaline apoase nu sunt oxidați.







Exemplu Interacțiunea dintre Al și o soluție apoasă de alcalii

Potențialul standard al aluminiului într-un mediu alcalin este sub potențialul de hidrogen:

Reacția este teoretic posibil, și se realizează în practică, deoarece amfoteren hidroxid de aluminiu și se dizolvă în alcalii pentru a forma aluminați solubile MeAlO2 sau [Al (OH) 4] -.

Electroliza - un set de procese redox care au loc în timpul trecerii curentului electric prin intermediul unui sistem electrochimic format din doi electrozi și un electrolit.

Electrochimia a deschis metode fundamentale noi și extrem de promițătoare pentru obținerea multor substanțe. Electroliza topiturilor produce metale alcaline și alcalino-pământoase, aluminiu, beriliu, magneziu.

În legătură cu cererea crescândă de materiale cu ultra rezistente la căldură și dobândește importanța obținerii pulberilor pure de metale refractare (wolfram, molibden, titan, zirconiu, vanadiu, tantal, niobiu, etc.). Electroliza substanțelor respective topite.

Tehnologia modernă face mari cerințe privind puritatea materialelor, în special a metalelor. În metalurgia neferoasă, electroliza cu un anod solubil este folosită pentru a purifica metalele din impurități. Rafinarea electrolitică este supusă fierului, cuprului, argintului, aurului, plumbului, staniu, nichelului și a altor metale.

Cel mai important domeniu al electrochimiei aplicate este galvanizarea. Acest nume combină două tendințe: galvanică - pentru a asigura acoperiri galvanice pe metale si electroformarea - electrochimice copii metalice exacte ale suprafețelor de relief (Jacobi). Electroplacarea este utilizat pentru aplicarea modelelor de metal pe semiconductori și non-conductive (de exemplu, la fabricarea circuitelor de radio tipărite pentru radio miniaturale).







acoperire galvanică este aplicat pentru a proteja metalul de coroziune, precum și pentru decorative speciale (crește reflectivitatea waveguide și reflectoarele, reducând rezistența contactului electric). Acoperirea este realizată ca soluția de electroliză cu un anod solubil (nichel, placare cu cadmiu, de galvanizare, placare staniu, argint) și un material insolubil (cromare, aur placare). Produsul care trebuie acoperit este întotdeauna un catod.

Catodul este electrodul pe care are loc reducerea, este încărcat negativ. Electrodul pe care are loc oxidarea se numește anod, este încărcat pozitiv.

În electroliza soluțiilor apoase, există procedee asociate cu electroliza apei, adică solvent.

La catod, este posibil să se recupereze:

- cationi metalici Me n + + n # 275; = Me;

- hidrogen cation (molecule libere sau în apă).

2H + + 2 # 275; = H2- (într-un mediu acid);

2H2O + 2 # 275; = H 2 - + 2 OH - (în mediu neutru și alcalin).

Pentru a selecta procesul prioritar, trebuie comparate potențialul electrodului standard al metalului și hidrogenului. Potențialul de reducere a cationilor de hidrogen ar trebui utilizat ținând cont de supratensiune, - 1 V, adică potențialul de dezvoltare a hidrogenului la catod este mult mai negativ decât potențialul de echilibru corespunzător pH-ului acestei soluții.

Numita suprapotențialul electrod potențial trecerea de la această valoare de echilibru, datorită reacției electrochimice de evacuare susținută sau formarea ionilor la o densitate de curent dată.

Supratensiunea de hidrogen depinde foarte mult de natura catodului și de starea suprafeței acestuia. Cel mai nesemnificativ este supratensiunea de hidrogen pe platină netedă. Odată cu separarea metalelor de pe catod, de regulă, supratensiunea este mică.

Toate metalele din comportamentul lor în electroliza soluțiilor apoase pot fi împărțite în 3 grupe:

1. Metale active (Li - Al) din cauza capacității scăzute de ioni de oxidare nu sunt precipitate pe catod, în locul ei este o restaurare de ioni de hidrogen.

2. Metalele cu activitate medie (Mn, Zn, Fe, Sn) pot precipita pe catod cu eliberarea simultană de hidrogen.

3. Metale inactive (în picioare în seria electrochimică după hidrogen) datorită ionilor lor capacitate mare de oxidare sunt depuse pe catod fără evoluție a hidrogenului.

Procesele de oxidare sunt posibile pe anod:

- materiale anodice Me - n # 275; = Me n +;

Anioni ai acizilor care conțin oxigen, care conțin un atom

elementul în stare de oxidare mai mare (SO4 2- NO3 - .., etc.), în electroliza soluțiilor apoase ale anodului nu este descărcat. Luând în considerare supratensiunea, valoarea potențialului de dezvoltare a oxigenului trebuie considerată egală cu 1,8 V.







Articole similare

Trimiteți-le prietenilor: