ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Разделение элементов и влияние водородных ионов из "Количественный анализ Издание 5" При электролизе плотность тока обычно (при перемешивании) равна 1 а дм . [c.407] При электролизе обычно приходится выделять один какой-нибудь элемент из смеси с другими. Разделение возможно благодаря тому, что потенциалы выделения различны. [c.407] Например, если вести электролиз кислого раствора, содержащего медь и никель, при напряжении около 2 в (один аккумулятор), то из такого раствора будет выделяться сперва только медь, так как для ее выделения требуется меньше всего энергии ( р для Си304= 1,49 в см. табл. 1 0). После выделения практически всей меди начнет выделяться водород выделение же никеля из кислого раствора совсем не произойдет. Таким образом возможно электролизом отделить медь от никеля. Изменив затем среду из кислой в щелочную прибавлением избытка аммиака, можно электролизом выделить и никель. [c.407] кроме меди и никеля, в растворе находился еще бвинец, то при электролизе из азотнокислого раствора медь будет выделяться на катоде, а свинец одновременно на аноде в виде РЬО . Таким образом, возможно разделение и определение всех трех элементов электролизом из одного раствора. [c.407] Из кислого раствора можно выделить только те металлы, которые расположены в ряду напряжений ниже водорода. При попытке выделить какой-нибудь из электроотрицательных (выше расположенных) металлов на катоде происходило бы обильное выделение водорода, но требуемый металл, возможно, и совершенно не выделился бы. [c.407] Чтобы получить возможность осаждать на катоде электроотрицательные металлы, необходимо искусственно изменить потенциал выделения водорода на катоде, т. е. сделать его меньше потенциала осаждаемого металла. Это может быть достигнуто уменьшением концентрации водородных ионов. Например, из сильно щелочного раствора (из раствора алюмината) можно осадить даже алюминий, правда далеко не количественно. [c.407] Следовательно, изменение потенциала водорода до—0,7 в позволит уже количественно выделить никель из раствора, несмотря на то, что абсолютная величина Е для никеля будет больше 0,23 в, так как концентрация Ni -иoнoв будет значительно понижена за счет образования комплексного иона Ni(NHз)7, который только в небольшой степени диссоциирует на Ы1 -ион несвободный аммиак. [c.408] Из вышесказанного следует, что все количество ионов, подлежащих выделению на катоде, не может быть получено полностью, так сказать, до последнего иона. По мере выделения металла концентрация иона все время уменьшается, следовательно, по уравнению Нернста будет уменьшаться электродный потенциал данного металла. Когда потенциал данного металл по отношению к водороду достигнет потенциала самого водорода, зависящего от pH раствора, то выделение металла прекратится вместо него начнет выделяться водород. Некоторая часть ионов выделяемого металла неизбежно останется в растворе. Весь вопрос только в том, сколько именно вещества останется в растворе. [c.408] Возьмем для примера 1 л 2 и. серной кислоты, для которой потенциал водорода Е = 0 (стр. 401). Растворив в ней некоторое количество СиЗО , подвергнем раствор электролизу. [c.408] Выделение меди прекратится, когда потенциал выделения ее станет равен потенциалу выделения водорода. [c.408] В вышеприведенных примерах расчетов для никеля и меди не учитывалось перенапряжение водорода на катоде. Фактически из-за перенапряжения водород начнет выделяться позже, и таким образом на самом деле потери никеля и меди еще меньше. [c.409] Перенапряжение водорода способствует выделению металлов. Это имеет очень большое значение. Благодаря перенапряжению появляется возможность выделения таких элементов, которые по занимаемому ими месту в ряду напряжений не должны бы были выделяться раньше водорода. Например, кадмий по его положению в ряду напряжений является менее благородным, чем водород, на 0,4 в, но все же, благодаря значительному перенапряжению (0,39 в), выделение водорода не происходит, и кадмий можно выделит ь из кислого раствора. Аналогично из кислого раствора удается выделить и цинк (Яо 0.76). [c.409] Для разделения катионов широко используют ртутный катод. На нем можно выделять (даже-из кислых растворов) такие элементы, которые не выделяются на платиновом катоде. Это объясняется, во-первых, большим перенапряжением выделения водорода на ртутном катоде (1,04 в) и, во-вторых, образованием амальгамы выделяемого при электролизе металла. [c.409] Это используется, например, для отделения железа и многих други катионов, осаждаемых на ртутном катоде, от алюминия, не осаждаемого на нем. На ртутном катоде могут быть выделены даже такие электроотрицательные катионы, как натрий и калий. Свойства ртутного катода используются в особом методе электрохимического анализа — полярографическом (см. дальше). [c.409] Вернуться к основной статье