Ag i Cu

Data wykonania ćwiczenia:

11.03.2015r.

Ćwiczenie 1

Otrzymywanie proszków metali nieżelaznych: Cu i Ag, w wyniku elektrolizy z roztworów wodnych.

Zespół:

Głowa Edyta

Jarosław Kasprzyk

Robert Janica

Sebastian Grygierzec

1.Wstęp teoretyczny

Otrzymywanie proszków miedzi metodą elektrolizy

W procesie tym jako elektrolit używany jest kwaśny roztwór siarczanu miedzi. Katoda wykonana jest w miedzi. Dobór anody pozwala wyróżnić dwa sposoby przeprowadzania procesu:

  1. Otrzymywanie proszków miedzi metodą elektrolizy z zastosowaniem anody nierozpuszczalnej

Anoda w tym procesie wykonana jest np. z ołowiu, grafitu, stali kwasoodpornych lub aluminium. W trakcie procesu anoda nie zmienia swojej masy. Źródłem jonów miedzi jest elektrolit. Po podłączeniu prądu kationy miedzi wędrują w okolice katody, gdzie następuje ich zobojętnienie, co prowadzi do osadzenia się proszku miedzi na katodzie. W tym samym czasie w okolicach anody następuje wydzielanie pęcherzyków tlenu, pochodzących z procesu utleniania wody.

Reakcje:

A(+) H2O = 2H+ + 0,5 O2 + 2e

K(-) Cu2+ + 2e = Cu

Sumaryczna reakcja chemiczna w elektrolizerze:

Cu2+ + H2O = 2H+ + 0,5 O2 + Cu

W oparciu o reakcję anodową można stwierdzić, że podczas przebiegu procesu zmienia się skład chemiczny elektrolitu.

  1. Otrzymywanie proszków miedzi metodą elektrolizy z zastosowaniem anody rozpuszczalnej

Anoda w tym procesie wykonana jest z miedzi, jest ona jednocześnie źródłem jonów. Po podłączeniu prądu (napięcie 3V) następuje roztwarzanie anody w elektrolicie. Powstałe kationy miedzi przechodzą w okolice katody, gdzie następuje redukcja i sadzanie się proszku miedzi na elektrodzie.

Reakcje:

A(+) Cu= Cu2+ + 2e

K(-) Cu2+ + 2e = Cu

Sumarycznie:

CuA = CuK

Otrzymywanie proszków srebra metodą elektrolizy (proces z rozpuszczalnymi anodami – elektrorafinacja)

Anoda w tym procesie wykonana jest ze srebra, jest ona równocześnie źródłem jonów. Po podłączeniu prądu (napięcie 1 do 1,3V) następuje roztwarzanie anody w elektrolicie. Elektrolit stanowi azotan srebra. Powstałe kationy srebra przechodzą w okolice katody, gdzie następuje redukcja i sadzanie się proszku srebra na elektrodzie.

Reakcje:

A(+) Ag= Ag+ + e

K(-) Ag+ + e = Ag

Sumarycznie:

AgA = AgK

Rys.1. Schemat elektrolizera

2. Obliczenia

Obliczenia teoretycznej masy miedzi, która powinna wydzielić się na katodzie.


m = kIt


$$k = \frac{M}{\text{zF}}$$

gdzie:

m – masa teoretyczna [g]

k – równoważnik elektrochemiczny

I – natężenie prądu [A]

t – czas [s]

M – masa atomowa

z – ilość wymienianych elektronów podczas elementarnej reakcji elektrodowej

F – stała Faraday’a

Podczas ćwiczenia przeprowadzaliśmy elektrolizę siarczanu miedzi początkowo przez 10min z natężeniem prądu 1,3A, następnie przez 1min z natężeniem 3,04A.


$$k = \frac{63,5}{2 \bullet 96500} = 0,00033$$


m1 = 0, 00033 • 1, 3 • 600 = 0, 2574[g]


m2 = 0, 00033 • 3, 04 • 60 = 0, 0602[g]


mt = m1 + m2


mt = 0, 2574 + 0, 0602 = 0, 3176[g] −  teoretyczna masa uzyskanej miedzi

Obliczenia masy miedzi, która wydzieliła się na katodzie.

Przed płukaniem osadu katodowego zważyliśmy sączek wraz ze szkiełkiem zegarkowym (38,31g). Po przepłukaniu i wysuszeniu osadu przez 10 min w temperaturze 96°C zważyliśmy go na wadze analitycznej (38,546g).

Masa uzyskanego proszku miedzi


mu = 38, 546 − 38, 31 = 0, 236[g] −  masa uzyskanej miedzi

Obliczenia wydajności procesu elektrolizy.


$$\eta = \ \frac{m_{u}}{m_{t}}\ \bullet 100\%$$


$$\eta = \ \frac{0,236}{0,3176}\ \bullet 100\% = 74,31\% - wydajnosc\ procesu\ elektrolizy$$


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Cu i Ag id 402344 Nieznany
Cu i Ag id 402344 Nieznany
AG 04 id 52754 Nieznany
Informacje Cu
Oznaczanie Cu, Materiały - Biotechnologia
In literary studies literary translation is a term of two meanings rev ag
Akumulator do GOLDINI CU Cu CU Cu
Materialy pomocnicze cardan AG Nieznany
Al i Cu 2015
ag kolokwium 21 04 08 rozwiazania
loveparade 2010 anlage 05 protokoll ag verkehr 20 10 09
diebstahl einer ag
Algorytmy Genetyczne, AG 1
ag
Ag zgodnosci tkankowej przeszcz Nieznany
Algorytmy Genetyczne AG 3 id 61 Nieznany (2)
NAUKA O MATERIAŁACH stopyAl i Cu

więcej podobnych podstron