Разделы

Авто
Бизнес
Болезни
Дом
Защита
Здоровье
Интернет
Компьютеры
Медицина
Науки
Обучение
Общество
Питание
Политика
Производство
Промышленность
Спорт
Техника
Экономика

Электрохимических покрытий

Лекция 16. Механизм образования

Электрохимическими называются реакции, протекающие за счет электрической энергии. Они протекают в электрохимических системах. Электрохимическая система состоит из электролита, металлических электродов и проводников первого рода, которые соединяют электроды с источником постоянного электрического тока.

Электрохимическая система может находиться в равновесном и неравновесном состоянии. В равновесном состоянии электродная реакция

Men+ + ne ↔ Me

Протекает с одинаковой скоростью в обоих направлениях, поэтому никаких изменений на электродах и в электролите не происходит.

В неравновесной системе электрохимические процессы протекают в заданном направлении за счет внешней электрической энергии. На поверхности анода протекает реакция электрохимического окисления, а на катоде – электрохимического восстановления. Количественная связь между прошедшим через границу электрод-электролит электричеством и количеством образующегося или расходуемого металла определяется законами Фарадея.

Первый закон Фарадея: масса прореагировавшего при электролизе вещества пропорциональна количеству прошедшего через раствор электричества:

m = cQ =cIt

где Q – количество электричества; с – электрохимический эквивалент; I – сила тока; t –время.

Электрохимический эквивалент представляет собой массу вещества, реагирующего при пропускании единицы количества электричества. За единицу количества электричества может быть принят 1 Кл = 1 А с или

1F = 26,8 А ч = 96500 Кл.

Согласно второму закону Фарадея, при прохождении постоянного количества электричества массы прореагировавших веществ относятся между собой как их химические эквиваленты:

m1/A1 = m2/A2 =m3/A3 = const

Если Q = 1F, то m1 = с1, m2 = с2, m3 = с3, тогда уравнение примет вид

C1/A1 = с2/A23/A3 = 1F

Следовательно, для превращения 1 г-экв любого вещества необходимо пропустить через электролит количество электричества равное 96500 Кл.

На электродах при электролизе часто протекает несколько процессов, один из которых является основным, а остальные – побочными. Для определения количества электричества, израсходованного на основной процесс, введено понятие выхода по току

ВТ = mп/mт,

Где mп – практически прореагировавшая масса вещества mт – теоретическая масса вещества, которая должна была прореагировать в соответствии с законом Фарадея.

Выход по току показывает, насколько эффективно идет процесс. Катодный выход по току для наиболее распространенных гальванических процессов:

Золочение – 90%

Кадмирование – 85-95%

Меднение – 40 – 100%

Никелирование – 90 -100%

Хромирование

блестящее – 8 -12%

твердое – 12-28%

цинкование – 75 – 100%

Скорость электрохимической реакции определяется массой прореагировавшего вещества в единицу времени. Так как между массой прореагировавшего вещества и количеством прошедшего электричества существует прямопропорциональная зависимость, то можно считать, что скорость электрохимической реакции пропорциональна силе тока. В гальванотехнике принято относить скорость электрохимической реакции к единице поверхности и называть ее плотностью тока (А/см2). Различают катодную и анодную плотность тока:

Iк =I/Sк

Iа =I/Sа

где Sк и Sа – площадь катода или анода соответственно, I – сила тока, проходящего через электролит, А.

Во время нанесения электрохимического покрытия на электродах протекают следующие процессы:

К: Men+ + ne = Me

А: Me – ne = Men+

Катодом служит изделие, на которое наносится покрытие. Аноды обычно изготавливают из того металла, покрытие из которого наносится на изделие.

 

Дата публикации:2014-01-23

Просмотров:425

Вернуться в оглавление:

Комментария пока нет...


Имя* (по-русски):
Почта* (e-mail):Не публикуется
Ответить (до 1000 символов):







 

2012-2018 lekcion.ru. За поставленную ссылку спасибо.