湿法冶金-电沉积全解

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湿法冶金电积阳极材料制备关键技术与应用

湿法冶金电积阳极材料制备关键技术与应用

湿法冶金电积阳极材料制备关键技术与应用1 湿法冶金电积阳极材料制备技术简介湿法冶金电积阳极材料制备是一种用电化学方法制备阳极材料的技术,适用于生产氧化铝、氟化镁、氧化钛等工业原料。

其特点是制备过程简便、原料广泛可得,同时阳极所得材料纯度高、颗粒细小、分散性好。

2 湿法冶金电积阳极材料制备关键技术湿法冶金电积阳极材料制备的关键技术主要包括:2.1 电解槽的设计和母液的配制电解槽的设计应注意电极的布局、电流分布、电解液的循环等问题,以保证阳极材料的均匀沉积和功率消耗的合理。

母液的配制应涵盖所有参与电化学反应的离子,如元素、离子液态物质以及添加剂(如脱泡剂、分散剂等),并控制好离子浓度、pH 值等参数以促进电化学反应。

2.2 电解室的控制和监测为保证阳极的制备质量,需要通过控制电解条件来调节电解室内的电流密度、电极表面积等因素。

同时,制备过程中需要对电解室中的温度、流量、pH值等因素进行实时监测,以确保制备质量的稳定和一致性。

2.3 阴极保护和阳极材料的分离处理在制备过程中需要采取措施保护阴极不被氧化,防止杂质进入制得的阳极材料,并对阳极材料进行分离处理,以提高其纯度和质量。

3 湿法冶金电积阳极材料制备的应用湿法冶金电积阳极材料制备技术广泛应用于生产氧化铝、碳酸锂、氧化钛等工业原料中,可以生产出纯度高、颗粒细小、分散性好的阳极材料。

在电池制造、光电材料、高分子材料等领域有着广泛的应用。

随着新材料领域的发展,湿法冶金电积阳极材料制备技术的应用前景也将更加广阔。

总之,湿法冶金电积阳极材料制备技术有着广泛的应用前景,其制备过程简便、原料广泛、阳极所得材料纯度高、颗粒细小、分散性好等优点,将在未来的材料制备领域中发挥重要作用。

湿法冶金总结

湿法冶金总结

湿法冶金总结1、当电解液电解时,电极上必然有电流通过,此时电极上进行的过程为不可逆过程,电极电势偏离了平衡值,这种现象称为电极极化。

电极极化与电极材料、电极表面状态、温度、压力、介质等,还与通过电极密度大小有关。

电流密度大小与电极上的反应速率紧密相关。

2、加入动物胶后,在电解液中形成一种胶状薄膜,带正电荷,飘到阴极附着在阴极表面电力线集中凸起的粒子上,增加尖端处电阻,减少了铜离子在粒子上放电的机会,待阴极表面平整后,胶膜随着电解液循环又飘到别的凸起处,因此获得表面平整的阴极铜。

用量每吨铜25—50g。

3、镍电解方法:电解精炼法,羰基法、高压浸出萃取法4、镍电解精炼特点:A电解液需要高度净化。

B阴极与阳极严格隔开,采用隔膜电解。

C低酸电解,电解液PH值在2—5.5之间。

5、氢在锌电极上有很高的过电位,改变了氢的析出电位,使其变得比锌的电位更负,也就使锌优先于氢在阴极析出。

氢的过电位才能够使用电沉积法从锌电解液中提取出纯度高的电锌来。

措施:A提高电流密度,低温电解,适当增加添加剂的用量B严格净液,保持电解液洁净。

不使中性盐杂志如铜、铁、镉等在电解液中超标,因为这些杂质都会使氢的过电位降低。

6、水解沉淀法:金属盐类和水发生分解反应,生成氢氧化物(或碱式盐)沉淀。

是湿法冶金的分离方法之一,在有色金属生产过程中常用于提取有价金属和除去杂质元素。

A制备纳米SiO2 B制备纳米α-Fe2O3粉体。

7、湿法冶金:金属矿物原料在酸性介质或碱性介质的水溶液进行化学处理或有机溶剂萃取、分离杂质、提取金属及其化合物的过程。

现代的湿法冶金几乎涵盖了除钢铁以外的所有金属提炼,有的金属其全部冶炼工艺属于湿法冶金,但大多数是矿物分解、提取和除杂采用湿法工艺,最后还原成金属采用火法冶炼或粉末冶金完成。

湿法冶金的优点:是原料中有价金属综合回收程度高,有利于环境保护,并且生产过程较易实现连续化和自动化。

现代:三废处理。

传统:先污染、后治理。

电沉积的基本原理

电沉积的基本原理

电沉积的基本原理电沉积呀,就像是一场微观世界里超级有趣的“金属搬家”游戏呢!咱先来说说电沉积发生的舞台——电解液。

这电解液就像是一个充满各种小粒子的热闹“小广场”。

这里面有金属离子,它们就像一个个等待被安排新住所的小居民。

比如说,要是想电沉积铜,那这个电解液里就有铜离子在里面游来游去。

这些离子在溶液里可不安分,它们被周围的水分子或者其他溶剂分子包围着,就像一个个小明星被粉丝簇拥着一样。

然后呢,咱得有电极。

电极就像是这个“搬家”游戏里的起点和终点。

一般有阳极和阴极。

阳极就像是一个“资源供应站”,它会发生一些反应来提供电子或者离子。

阴极呢,那可是“目的地”,是金属离子们向往的新家。

比如说,在一个简单的电沉积铜的装置里,阳极可能是一块铜块,阴极可能是一块别的金属或者导电的材料。

当我们把这个装置接通电源的时候,就像给这个微观世界按下了启动键。

电源就像是一个指挥官,它开始指挥电子的行动。

电子从阳极出发,沿着导线像小蚂蚁搬家一样,朝着阴极跑去。

这个时候,阳极的铜块就不淡定了。

它开始失去电子,铜原子就变成了铜离子,进入到电解液这个“小广场”里。

这就像是家里的大人把东西拿出来放到外面,准备让别人搬走一样。

而在阴极那边呢,可是热闹非凡。

那些在电解液里游来游去的铜离子,一看到阴极这个诱人的“新家”,而且还有电子在那等着它们,就迫不及待地跑过去。

每个铜离子得到两个电子,就又重新变成了铜原子,然后乖乖地在阴极表面安家落户。

就像小孩子们找到自己的小房间,一个个排好队,在阴极表面形成一层铜的涂层。

电沉积可不光是这么简单的直线过程哦。

在这个过程中,还有很多小状况呢。

比如说电解液里的离子浓度会影响电沉积的速度和质量。

如果离子浓度太低,就像“小广场”里的居民太少了,那搬到阴极的金属原子数量就少,沉积的速度就慢。

而且,溶液里可能还有其他的离子在捣乱。

它们可能会和金属离子抢电子,或者影响金属离子到达阴极的路线。

这就像在搬家的路上有一些小调皮鬼在捣乱一样。

湿法冶金原理

湿法冶金原理

湿法冶金原理湿法冶金是一种重要的冶金工艺,它通过溶解、浸出、萃取等方式,将金属从矿石中提取出来。

在湿法冶金的过程中,常常涉及到溶解性、反应速率、溶解度等物理化学性质,这些性质的变化直接影响着提取金属的效率和成本。

因此,深入了解湿法冶金的原理对于冶金工程师和研究人员来说至关重要。

首先,湿法冶金的原理是基于金属在溶液中的溶解性。

在湿法冶金中,矿石通常需要经过破碎、研磨等步骤,使得金属矿物暴露在溶液中。

随后,通过调控溶液的温度、pH值、氧化还原条件等因素,促使金属矿物中的金属离子溶解到溶液中。

这一过程需要考虑到金属矿物的特性、溶解动力学等因素,以提高金属的溶解率。

其次,湿法冶金还涉及到金属离子的萃取和分离。

在金属矿物溶解后,溶液中可能存在多种金属离子,因此需要进行萃取和分离。

这一过程通常通过萃取剂的选择和溶液的萃取工艺来实现。

不同的金属离子对于萃取剂的亲和力不同,因此可以通过合理设计萃取工艺,实现金属离子的分离和富集。

此外,湿法冶金的原理还包括金属的沉淀和结晶过程。

在萃取和分离后,需要将金属离子还原成金属固态形式。

这一过程通常通过化学反应或电化学方法来实现。

在沉淀和结晶过程中,需要考虑到沉淀物的纯度、晶体形态等因素,以获得高纯度、良好形态的金属产品。

最后,湿法冶金的原理还涉及到废水处理和环保等问题。

在湿法冶金的过程中,会产生大量的废水和废液,其中可能含有金属离子、酸碱等有害物质。

因此,需要设计合理的废水处理工艺,将有害物质去除或转化,以达到环保排放标准。

总的来说,湿法冶金的原理涉及到金属溶解、萃取、分离、沉淀、结晶等多个环节,需要综合考虑物理化学性质、工艺参数、环保要求等因素。

深入理解湿法冶金的原理,对于提高金属提取效率、降低生产成本、实现清洁生产具有重要意义。

希望本文的内容能够对相关领域的工程师和研究人员有所帮助。

锌的湿法冶金方法概述

锌的湿法冶金方法概述

锌的湿法冶金
锌的湿法冶金是指使用水溶液作为冶炼锌的介质,其主要包括电解法、酸浸法和氨浸法等几种方法。

1.电解法:将锌精矿放入电解槽中,加入电解液(主要成分为硫酸和氯化铵),在外加
电流的作用下,锌离子被还原成金属锌沉积在阴极上。

这种方法具有效率高、能耗低等优点,是目前最主要的生产方式。

2.酸浸法:将锌精矿浸入硫酸水溶液中,利用硫酸的氧化作用将锌离子溶解出来。


种方法适用于高品位的锌矿石,但浸出过程中会产生大量的酸性废水,对环境造成污染。

3.氨浸法:将锌精矿浸入氨水溶液中,通过氨水的配位作用将锌离子溶解出来。

这种
方法对锌矿石的品位要求较低,同时产生的废水为碱性废水,对环境污染较小。

但该方法的操作成本较高。

以上三种方法各有优缺点,应根据不同情况选择合适的冶炼方式。

除了上述的电解法、酸浸法和氨浸法外,还有其他一些较为次要的湿法冶金方法。

4.氯化法:将锌精矿与氯气反应,生成氯化锌,再通过还原反应得到金属锌。

这种方
法主要应用于高品位的锌矿石,但因为氯气对环境的危害性较大,所以逐渐被淘汰。

5.氧化焙烧法:将锌精矿加入到反应炉中,通过高温氧化反应,将锌矿石中的锌转化
为氧化锌,再通过还原反应得到金属锌。

这种方法主要适用于低品位的锌矿石,但因为会产生大量的氧化废气,对环境造成了污染。

总的来说,湿法冶金方法相对于干法冶金方法来说,工艺流程更为复杂,但其适用范围更广,能够处理更多种不同品位的锌矿石,且可以生产出较为高纯度的金属锌。

但湿法冶金方法中会产生大量的废水和废气,需要进行处理和净化,以减少对环境的影响。

浅谈冶金的方法及分类

浅谈冶金的方法及分类

浅谈冶金方法及分类引言:早在公元3000年以前,金属自然形成,公元前467年到公元224年的晚期青铜时代,战国时期与汉代初期,冶金业发展迅速,冶金在我国有丰富而悠久的发展历史,至今,已经发展为一门多元化的学科,冶金的方法在漫长的发展中,经过对过程的简化与改进,针对不同金属的物理化学特性而具体实施的方法,现代冶金的方法也逐步定格。

关键字:火法冶金,湿法冶金,电冶金,粉末冶金火法冶金火法冶金:用燃料,电能或其他能源产生高温,在高温下从矿石中提取与精炼金属或者化合物的方法,火法冶金因为其生产过程简单,原料易得到,故起源较早,课程中我们所学到有关火法冶金的例子很多,如锌的火法冶炼ZnS→氧化焙烧→ZnO →CO还原→Zn蒸汽→冷凝→精馏精炼→纯锌其过程简化来说,火法冶金的流程:矿石准备—冶炼—精炼。

矿石准备:选矿得到的细粒精矿不易直接加入鼓风炉(或炼铁高炉),须先加入冶金熔剂(能与矿石中所含的脉石氧化物、有害杂质氧化物作用的物质),加热至低于炉料的熔点烧结成块;或添加粘合剂压制成型;或滚成小球再烧结成球团;或加水混捏;然后装入鼓风炉内冶炼。

硫化物精矿在空气中焙烧的主要目的是:除去硫和易挥发的杂质,所得到的金属除硫这一步是必须的,而且在除硫过程中应当注意环境保护,对废气的处理应当注重。

使之转变成金属氧化物,以便进行还原冶炼;使硫化物成为硫酸盐,随后用湿法浸取;局部除硫,使其在造锍熔炼中成为由几种硫化物组成的熔锍。

冶炼:此过程形成由脉石、熔剂及燃料灰分融合而成的炉渣和熔锍(有色重金属硫化物与铁的硫化物的共熔体)或含有少量杂质的金属液。

有还原冶炼、氧化吹炼和造锍熔炼3种冶炼方式。

还原冶炼:是在还原气氛下的鼓风炉内进行。

加入的炉料,除富矿、烧结块或球团外,还加入熔剂(石灰石、石英石等),以便造渣,加入焦炭作为发热剂产生高温和作为还原剂。

例如,可还原铁矿为生铁,还原氧化铜矿为粗铜,还原硫化铅精矿的烧结块为粗铅。

氧化吹炼:在氧化气氛下进行,如对生铁采用转炉,吹入氧气,以氧化除去铁水中的硅、锰、碳和磷,炼成合格的钢水,铸成钢锭。

湿法冶金

湿法冶金

❖ 根据能斯特方程: G ZF
❖ 得: G2098 RT ln Kc
ZF
G2098 RT ln
b B
ZF
ZF
a A
n H
G2098 2.303RT lg
b B
ZF
ZF
a A
n H
0 A/
B
2.303RT ZF
(lg
b B
lg
a A
nPH )
0 A/ B
2.303RT ZF
lg
,气相为
❖ 3.反应的G0 等于生成物的G0 减去反应物G的0
❖ 例:Fe3 3OH Fe(OH)3
G908
G0 Fe (OH )3
[G 0 Fe
3
3G 0 OH
]
694.544 [10.586 3 (157.256)]
212.163(KJ )
❖ 三、影响物质稳定性的主要因素 ❖ 物质在水溶液中的稳定程度主要取决于溶液
PH 2
0.0591PH 0.0295 lg PH2

❖ 2. 在给定条件下,溶液中有电极电位比氢更正的 氧化剂存
❖ 在。以下两反应亦属于有电子得失,也有H+参

加的还 氧原 化反O02 / H应2O 。 2.3Z0F3RT
1
lg
P 4
H
O2

O2ZG+F20948 H2+.3Z0+3FR4Telg=H42 H l2gOPO2
❖ 因此水溶液中当电势低于a线,则水将被 分解析出H2,高于b线则析出O2,只有在a、b 线之间H2O才是稳定的。或者说所有在水溶液 中进行的反应,其氧化还原电势应在a线、b线 之间,否则将导致水分解析出H2或O2。

湿法冶金工艺流程

湿法冶金工艺流程

湿法冶金工艺流程湿法冶金工艺流程是一种常用的冶金工艺,主要用于提取和精炼金属。

以下是一个典型的湿法冶金工艺流程的简要描述。

首先,在湿法冶金工艺中,首先需要选矿。

选矿的目的是从原矿中分离出目标金属并去除无关的杂质。

这一步骤通常通过矿石研磨和浮选来实现。

研磨将矿石颗粒细化,以便更好地与分离剂相互作用。

浮选过程中,则是将矿石和分离剂混合,使目标金属的颗粒被吸附在泡沫上,从而分离出来。

然后,分离出的目标金属精矿需要经过浸出处理。

浸出是将金属从矿石中溶解出来的过程。

这一步骤通常使用化学溶剂,如含氯化物的溶液。

溶剂与精矿接触,以便溶解金属成分。

随后,通过搅拌和过滤等方式,将溶剂中的金属分离出来。

接下来,通过沉淀和氧化,将金属溶液中的杂质去除。

沉淀是将金属盐溶液中的杂质沉淀成固体颗粒,然后通过过滤或离心等方式分离。

氧化则是将金属溶液中的杂质氧化成不溶于溶液的化合物,然后通过过滤或沉淀等方式分离。

然后,通过还原和电解,将纯净的金属从溶液中析出。

还原是指将金属溶液中的金属阳离子还原成金属原子的过程。

这一步骤通常使用还原剂,如氢气或焦炭等。

电解则是利用电解质溶液中的电解作用,将金属阳离子在电极上合成金属原子,并沉积在电极上。

最后,经过上述步骤处理后得到的金属需要进行精炼。

精炼是将金属中的杂质去除,以获得高纯度的金属。

这个过程中通常使用真空蒸馏、电渣重熔等方法来实现。

真空蒸馏通过在低压环境下蒸发杂质,以获得高纯度的金属。

电渣重熔则是将金属材料与电渣混合,通过电流加热使杂质溶解在电渣中,从而获得高纯度的金属。

总的来说,湿法冶金工艺流程是一种通过选矿、浸出、分离、还原、电解和精炼等步骤,从原矿中提取和精炼金属的方法。

这个流程可以适用于不同种类的金属,在冶金产业中有着广泛的应用。

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湿法冶金
电沉积
电解过程
1 概述
电解的实质是电能转化为化学能的过程。
有色金属的水溶液电解质电解应用在几个方面:
(1)从浸出(或经净化)的溶液中提取金属;
(2)从粗金属、合金或其他冶炼中间产物(如锍)中 提取金属。
(3)合金制备。
电解过程
阴、阳两个电极反应
• 阴极,发生的反应是物质得到电子的还原反应,称为 阴极反应。 • 阳极,发生的反应是物质失去电子的氧化反应,称为 阳极反应,阳极有可溶与不可溶两种。
硫酸锌溶液的电沉积
所用的阳极板为铅银合金板,阴极板为铝板。其总反应为:
ZnSO4 H 2O Zn H 2SO 4 1/2O2
直流电
随着电解的进行,电解液中 Zn2+ 含量不断减少,硫酸浓度不 断增大。因此必须连续地抽出一部分电解液送到浸出工序, 同时要不断地补充已净化的中性浸出液。阴极上析出的锌每 隔一个周期(一般为24小时)取出,将锌片剥下来送溶铸车间铸 成锭。阴极铝板清洗后返回电解槽继续电解。
– – 若通过还原过程生成的不是纯金属而是合金,则由于生成物的活度 减小而有利于还原反应的实现。 若溶液中金属离子以比水合离子更稳定的络合离子形态存在,则由 于析出电位变负而不利电解。

在非水溶液中,金属离子的溶剂化能与水化能相差很大
金属电沉积的影响因素
在金属电沉积过程中,对耗能和电沉积产品 质量的影响因素很多:
液相传质过程
• 电迁移 • 对流 • 扩散
阴极过程
• • • • • 金属电沉积的热力学条件 一些基本参数的含义 氢的超电位 几种阳离子的共同放电 阴极沉积产物形貌的影响因素
金属电沉积的热力学条件
• 原则上,只要电极电势足够负,任何金属离子都有可能在 阴极还原为金属。 但溶液中其他离子的存在会导致金属离子不能析出。 • 金属离子在阴极的电沉积顺序还取决于金属离子的活度、 溶液pH值、金属离子在溶液中的存在状态、析出金属的形 态、溶剂成分、溶液组成等因素。
• • • • • • 电极 电解质溶液组成 温度 电流密度 槽电压 阴极氢气的析出
分解电压
1理论分解电压 某电解质水溶液,如果认为其欧姆电阻很小 而可忽略不计,在可逆情况下使之分解所必须的最低电压, 称为理论分解电压。
E E0 RT areduc ln nF aoxid
2 实际分解电压 能使电解质溶液连续不断地发生电解反应 所必须的最小电压叫作电解质的实际分解电压。显然,实际 分解电压比理论分解电压大,有时甚至大很多。 实际分解电压=理论分解电压+超电压
不溶阳极
•作为不溶性阳极,通常采用以下一些材料: (1)具有电子导电能力和不被氧化的石墨(碳); ( 2 )电位在电解条件下,位于水的稳定状态图中氧线 以上的各种金属,其中首先是铂; (3)在电解条件下发生钝化的各种金属,如硫酸溶液 中的铅;碱性溶液中的镍和铁。 •在硫酸溶液中,采用铅或铅银合金作阳极 。铅阳极的 稳定性较差,含0.0l9mol分数银的铅银合金比较稳定。 • 氧在覆盖着二氧化铅的阳极上的超电位很大;氧在铅 银阳极上的超电位较低。

ET = Ef+EΩ+ER
E IR I 1 l r nd A
电流效率
• 所谓电流效率,一般是指阴极电流效率,即金属在阴极上 沉积的实际量与在相同条件下按法拉第定律计算得出的理 论量之比值(以百分数表示)。
b i (%) 100 qIt
•按照法拉第定律,当通过电解槽的电量为96500库仑时,在阴极上应析出1 克当量的电解产物。 •电流效率达不到 100%的主要原因是在电极上存在副反应、已析出的金 属反溶和电路的漏电和短路等。 •电解电位、电流密度、电解液的成分、浓度和温度等
MnO2 + 2H2O - 3e = MnO4- + 4H+ 2Cl- -2e = Cl2↑
E=1.50V
E=1.71V E=1.35V
Cl- + 4H2O-2e = ClO4- + 8H+
E=1.39V
2) 阴极过程: (1) 锌和氢在阴极上的析出 电解液中杂质元素的含量很低时,阴极放电的离子只能是 Zn2+ 和 H+。当电解液含 Zn50g/l,H2SO4115g/l,40 ℃条件下 ( 正 常电解时电解液成分范围内),
1 2
影响因素: 金属标准电位、放电离子在溶液中的活度及其析出于电极 上的活度、放电时的超电位有关。
电结晶过程
• 在有色金属的水溶液电解过程中,要求得到致密平整的阴极沉积表面。 • 在阴极沉积物形成的过程中,有两个平行进行的过程:晶核的形成和 晶体的长大。 • 影响阴极沉积物形貌的主要因素 (1)电流密度 --〉过电位
金属的阳极溶解
• 可溶性阳极反应为:Me-zeMez+, 其溶解电位 是:
A
0 Me z Me
RT Me z ln zF Me
• 金属溶解电位的大小除与金属本性有关外,还与溶液中该 金属离子的活度、金属在可溶阳极上的活度以及该金属的 氧化超电位等因素有关。
阳极钝化
氢在阴极上的析出过程
第一个过程—水化(H3O)+离子的去水化。
[(H3O)· xH2O]+(H3O)++xH2O 第二个过程 —去水化后的 (H3O)+ 离子的放电,结果便有为金属 (电极)所吸附的氢原子生成: (H3O)+H2O+H+ H++eH(Me) 第三个过程—吸附在阴极表面上的氢原子相互结合成氢分子:
氢的超电位与许多因素有关,主要的是:阴极材料、电流 密度、电解液温度、溶液的成分等等,它服从于塔费尔方 程式:
H a b ln DK
2
阳离子在阴极上的共同放电
• 阳离子共同放电的条件是:
Me Me
2

0 Me1
Me1 Me2 RT RT 0 ln Me1 ( k ) Me2 ln Me2 ( k ) zF Me z zF Me z
H+HH2(Me)
第四个过程—氢分子的解吸及其进入溶液,由于溶液过饱和的 原因,以致引起阴极表面上生成氢气泡而析出:
xH2(Me)Me+xH2(溶解)
xH2(溶解) xH2(气体)
氢的析出超电位
现代认为氢在金属阴极上析出时产生超电位的原因,在于 氢离子放电阶段缓慢 。
氢离子在阴极上放电析出的超电位具有很大的实际意义。 就电解水制取氢而言,氢的超电位高是不利的,因为它会 消耗过多的电能。但是对于有色金属冶金,诸如锌、铜等 的水溶液电解,较高的氢的超电位对金属的析出是有利的。
H a b lg DK

V 当DK=600A/m2时, H 1.24 0.113lg 600 1.554
所以氢离子的析出电位EH实=0.0233-1.554=-1.53V
而一般金属的超电位在0.02~0.03之间,所以EZn实=-0.76560.03 = -0.7956V。可见EZn实 > EH实,所以阴极反应主要为
(2)温度
(3)搅拌速度 (4) 氢离子浓度
(5)添加剂
另外,电极表面、电解液组成等都会影响。
阳极过程
• 阳极反应
• 阳极钝化 • 可溶阳极与不溶阳极
阳极反应
(1)金属的溶解: Me一zeMez+(在溶液中) (1) (2)金属氧化物的形成: Me+zH2O-ze = Me(OH)z十zH+ (2) =MeOz/2+zH++z/2H2O (3)氧的析出: 2H2O-4e=O2+4H+ (3a) 或 4OH--4e=O2+2H2O (3b) (4)离子价升高: Mez+-neMe(z+n)+ (4) (5)阴离子的氧化: 2Cl--2eCl2 (5)
在正常电解时,阳极电位达到1.9~2.0V左右,所以阳极表面 主要覆盖物应为 PbO2,所以电解过程中阳极反应主要是分解
水放出氧气。除此之外,如果电解液中有 Mn2+、Cl- 等离子时,
会发生下列反应: Mn2+ + 2H2O - 2e = MnO2 + 4H+ E=1.25V
Mn2+ + 4H2O - 5e = MnO4- + 8H+
金属离子的阴极还原
•周期表中愈靠近左边的金属元素的性质愈活泼,在水溶液中的阴极 上还原电沉积的可能性也愈小,甚至不可能;愈靠近右边的金属元 素,阴极上还原电沉积的可能性也愈大。 • 在水溶液中,对简单金属离子而言,大致以铬分族元素为界线; 位于铬分族左方的金属元素不能在水溶液中的阴极上还原电沉积; 铬分族诸元素除铬能较容易地自水溶液中在阴极上还原电沉积外, 钨钼的电沉积就极困难;位于铬分族右方的金属元素都能较容易地 自水溶液中在阴极上还原电沉积出来。
在阳极极化时,阳极电极电位将对其平衡电位偏离,则发生阳极金 属的氧化溶解。随着电流密度的提高,极化程度的增大,则偏离 越大,金属的溶解速度也越大。 当电流密度增大至某一值后,极化达到一定程度时,金属的溶解速 度不但不增高,反而剧烈地降低。这时,金属表面由“活化”溶 解状态,转变为“钝化”状态。这种由“活化态”转变为“钝化 态”的现象,称为阳极钝化现象。 阳极的钝化,对金属精炼的可溶性阳极电解过程常常造成困难。但 是,在金属硫酸盐溶液以铅作不溶性阳极的电解过程中,由于阳 极钝化而在铅表面上形成的二氧化铅薄膜,则有利。 为了防止钝化的发生或把钝化了的金属重新活化,常采取一些措施 ,例如加热、通入还原性气氛、进行阴极极化、改变溶液的pH值
电极上有电流通过时所表现的电极电势(I)跟可逆电极电势(r)之间偏差的大 小(绝对值),叫做超电势,记作η 无论是电解还是电池放电,不可逆电极过程总是使阳极电势升高,阴极电势降低。 产生过电势的原因:浓差极化、电化学极化(又称活化极化)和电阻极化
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