68858 Obraz (2526)

as

Przypomnijmy, że miedź na stopniach utlenienia 0,1 i II charakteryzowana fst następującymi reakcjami redoks (wartości potencjałów Fr podane są rtględem standardowej elektrody wodorowej - she):

Cu^2+ + e Cu^+	E° = 1,153 V	(18.5)
Cu^2' + 2e <=t> Cu^0	E2 = 0,337 V	(18,6)
Cu* + e Cu^0	E° =* 0,521 V	(18.7)
dając wobec tego stan równowagowy:
Cu^2” + Cu	<=> Cu*	(18.8)

I zwykle przesunięty na lewą stronę równania.

W obecności tlenu i kwasu siarkowego jon Cu^- ulega utlenieniu dc Cu²* i równowaga procesu przesuwa się w lewo:

4Cu* + 0₂ + 2H*    4Cu²⁺ + 2H₂0    (18.9)

Natomiast przy pH «7 przebiega reakcja:

2Cu⁺ | H₂0 — 2H⁺ | Cu₂0    (18.10)

Tak dobiera się gęstość prądu, by na katodzie stworzyć korzystne warunki dla rozładowania jonów Cu^{2 +} .

W miedzi hutniczej zawarte są cenne domieszki, które odzyskuje się z tzw. szlamu anodowego zawierającego: Ag (5-20%), Au (<4°/c), Pb (5-10%), As, Sb, Sn itp. Ocenia się, że ok. 80% światowej produkcji srebra i ok. 15% produkgi złota pochodzi z odzyskania ich ze szlamów anodowych.

W podobny sposób otrzymuje się cynk w prostej reakcji katodo.-, ;j.

Zn²⁺ + 2H₂0 — Zn + 2H+ + ^0₂----(I?.!!)

przy gęstości prądu 4 A/dm³.

Cynk - jak wiadomo - w stopach z glinem (stopy do budowy korpusów silników spalinowych), miedzią (brązy ozdobne i panewkowe) jest powszechnie wykorzystywany, nie mówiąc już o zastosowaniu go do akumulatorów' i baterii.

Metale aktywne, takie jak sód, potas, magnez lub wapń otrzymuje się przez elektrolizę stopionych soli tych metali.

Glin (dla którego techniczna nazwa: aluminium jest powszechnie stosowana), jeden z ważniejszych metali współczesnej techniki, otrzymuje się na drodze elektrolizy stopionego tlenku glinu (lub boksytów - rudy zawierającej A1₂O_s).

Proces katodowego osadzania aluminium opisany jest równaniem reakcji:

AI₂Oj + 6e p 2AJ | 30²*    (18.12)

(temp. ~1000°C)

Równocześnie grafitowa anoda ulega utlenianiu:

C + 20²" -> C0₂ § 4e    (18.13)

Wydajność energetyczna takiego procesu wynosi 1,3- 10^łO J ■ tona' Wskazuje to wyraźnie na konieczność umiejscowienia hut aluminium w pobliżu siłowni energetycznych. I tak, np. polskie huty aluminium są sprzężone z elektrowniami w Turowie, Koninie i Pątnowie. Dla obniżenia temperatury topnienia tlenku glinu wprowadza się fluorek wapnia (CaF₂) tworzący z A1₂0₃ mieszaninę eutektyczną o znacznie obniżonej temperaturze topnienia. Równocześnie jednak należy się liczyć z emisją groźnego HF, który jest czynnikiem szkodliwym zarówno dla organizmów żywych, jak i dla budowli wobec możliwości zachodzenia reakcji:

4HF 1 Si0₂ H H| i 2H₂0    (18.14)

a więc prowadzi wprost do rozpuszczania murów i zaprawy murarskiej. Ten właśnie proces spowodował kilkanaście lat temu decyzję rządową zlikwidowania huty aluminium w Skawinie k. Krakowa, której gazowe produkty zaczęły niszczyć kamienne ozdoby zabytkowych kamienic krakowskich.

18.3. Galwaniczne osadzanie metali

Katodowe elektroosadzanie metali zostało omówione w rozdz. 9. Omówmy w tym miejscu zasady postępowania z detalami przeznaczonymi do położenia na nich powłoki ochronnej lub ozdobnej z metalu osadzanego w procesie katodowym.

Techniczne metale lub ich stopy, które mają być poddane procesom elektroosadzania na nich warstw innych metali, są zwykle pokryte warstwą tlenkową, a na niej dodatkowo znajdują się zwykle zanieczyszczenia mechaniczne, tłuszcz, resztki smarów lub tłuste plamy pochodzące z ludzkich palców i dłoni.