Работа выполняется на электрохимической установке «Катунь». В качестве электродов используются: катод – листовая медь, анод – графит.
Состав раствора с ионами меди следующий (г∕л):
– медный купорос CuSO4∙5H2O – 200 г∕л;
– серная кислота H2SO4 – 50 г∕л.
Работа выполняется в следующем порядке:
1)Медные пластинки – катоды перед покрытием зачищаются наждачной бумагой и обезжириваются в органическом растворителе (ацетоне), после чего промываются в проточной воде.
2)После просушивания образцы взвешиваются и определяются их начальный вес mн, г.
3)Пластики – катод опускается в раствор до заданной глубины, определяющей площадь покрытия Sк.
4)Устанавливается заданное межэлектродное расстояние l, плотность тока iк, время электролиза t.
5)По окончании электролиза катод извлекается из раствора, промывается в проточной воде и сушится.
6)Катод с осадком меди взвешивается и определяется его вес mк.
7)Устанавливается количество осажденной меди по формуле 2.7:
(2.7)
8) Определяется теоретическое количество меди по закону Фарадея, выраженного формулой 2.8:
(2.8)
где q – электрохимический эквивалент меди, q =1,186 г∕А∙ч=0,33 мг∕Кл;
I – сила тока, А;
t – время электролиза, ч.
9) Определить выход по току .
10)Определить напряжение электролизера по формуле (2.1) при следующих данных:
φа= + 0,34 В, φк= -0,14 В, α = 0, β = 0,02, χ = 0,45 Ом–1 ·см –1
11) Определить удельный расход электроэнергии (Вт∙ч∕г) и выход по энергии.
12) Построить графики зависимости:
а) Концентрации меди в растворе ССи от времени электролиза t при заданных токовых параметрах, (предварительно необходимо рассчитать начальную концентрацию меди в растворе).
13) Определить время и расход электроэнергии, необходимые на очистку раствора от меди до значений предельно – допустимой концентрации в 1мг∕л.
14) Выводы по работе.
Рисунок 2.1 – Схема процесса
Таблица 2.1 – Исходные данные
| вариант | i A/дм2 | Sĸ Дм² | Ɩ См | φа B | φк В | mобщ г | m0 г | t0 г | χ Ом–1 ·см –1 |
Контрольные вопросы:
1. Какие процессы могут протекать на электродах при катодном
восстановлении?
2. Какой анодный материал можно применять при катодном
восстановлении и почему?
3. Какие факторы определяют напряжение на электродах?
4. От чего зависит эффективность очистки раствора электрохи-
мическими методами?