Wydajność prądowa elektrolizy - ćwiczenia

Wydział: Mechaniczny
Ćwiczenia laboratoryjne z chemii
Grupa:B3
Semestr: III
Kierunek: mgr
Ćwiczenie nr: 5
Wyznaczanie wydajności prądowej procesu elektrolizy oraz grubość powłoki galwanicznej
Zespół:2
Borysławski Łukasz
Jędrzejewski Mariusz
Kiraga Paweł
1. Wstęp teoretyczny
Przemiany chemiczne zachodzące w przewodniku elektrolitycznym związane z przepływem prądu i zobojętnianiem jonów na elektrodach nazywamy elektrolizą. Podczas elektrolizy zachodzi trwały rozpad elektrolitu pod wpływem prądu.
Elektroliza stanowi najprostszy i najsilniejszy układ utleniająco-redukujący. Reduktorem jest katoda, gdyż dostarcza elektrony -kationy, które się redukują. Utleniaczem jest anoda, gdyż elektrony, które przez to się deelektrolizują czyli utleniają.
Pierwsze prawo Faradaya (pierwsze prawo elektrolizy)
Masa M substancji wydzielonej na elektrodzie jest wprost proporcjonalna do ładunku elektrycznego Q, jaki przepłynął przez elektrolit, czyli:
M= k*Q =k*l*t
Jeżeli przez elektrolit w ciągu czasu t płynął prąd stały o natężeniu I.
Stała Faraday'a=96500
Współczynnik proporcjonalności k nazywamy równoważnikiem elektrochemicznym danej substancji. Jest on liczbowo związany równy masie substancji, jaka wydziela się na elektrodzie na skutek przepływu przez elektrolit jednostkowego ładunku elektrycznego. Współczynnik k zależy od chemicznej natury danej substancji.
Drugie prawo Faradaya (drugie prawo elektrolizy)
Stosunek równoważników elektrochemicznych różnych substancji jest równy stosunkowi ich równoważników chemicznych kx (gramorównoważników) tj.:
Równoważnik elektrochemiczny jest masą substancji jaką wydzieli w czasie elektrolizy ładunek jednego Kulomba.
Wydajność prądowa % jest to stosunek masy m1 substancji pożądanej otrzymywanej w wyniku elektrolizy rzeczywiście do jej ilości m przewidywanej teoretycznie
Im mniej szlachetny jest metal odkładający się na katodzie tym więcej wydziela się wodoru. Zatem wydajność prądowa jest ściśle związana z położeniem metalu w szeregu napięciowym.
Powłoki galwaniczne
Wytwarzanie powłok galwanicznych jest domeną galwanostegii, będącej najważniejszym działem galwanotechniki. Do powłok tej grupy należą powłoki nakładane z kąpieli galwanicznej lub przy zastosowaniu zewnętrznego źródła prądu. Grubość jedno- lub wielowarstwowych powłok może przekraczać nawet 50 µm. Pojęcie powłok galwanicznych obejmuje następujące grupy powłok:

(…)

…): pierwiastek metaliczny z postaci jonowej (z roztworu) przechodzi do postaci wolnej (metalicznej) wskutek przyłączenia do jonu odpowiedniej liczby elektronów od substancji zdolnej do oddawania elektronów (elektronodawczej), zwanej reduktorem(zwykle jest nim związek organiczny). W roztworze rzadziej znajdują się sole proste, a częściej związki kompleksowe metalu jakim pokrywa się podłoże wyrobu. Redukcja…
… i jej stopach.
-elektrochemiczne (anodowe)- gdy procesem kieruje prąd elektryczny przepływający przez elektrolizer, a metal pokrywany stanowi anodę (tzw. Oksydowanie anodowe lub anodyzowanie), np. powłoki tlenkowe na aluminium i jego stopach, stali, miedzi i jej stopach, cynku, kadmie.
Powłoki konwersyjne są to głównie powłoki ochronne, stosowane również jako podwarstwy rzadziej jako powłoki techniczne…
... zobacz całą notatkę