Методика виконання роботи

1. Зібрати мембранний електролізер і перевірити його на герметичність.

2. Отримати у викладача мідний катод, розрахувати його активну площу (S_акт). Зверніть увагу на те, що у частини катодів одна поверхня може бути покрита лаком. При цьому активна площа дорівнює площі лише одного боку катоду.

3. Обчислити силу струму, який необхідно пропускати через ланцюг для того, щоб густина струму (і) на катоді дорівнювала 1; 2; 2,5 і 3 А/дм² .

4. Знежирити катод, зануривши його до лужного розчину для знежирення, підігрітого до 40-50⁰ на 5 хв.

5. Активувати поверхню мідного катоду, зануривши його на 1 хв. у розчин сірчаної кислоти концентрації 50 г/л.

6. Ретельно промити і висушити катод фільтрувальним папером. Після висушування катоду не можна торкатись його поверхні пальцями.

7. Зважити катод з точністю до 4 знаку після коми. Масу катоду (m₀) записати.

8. Зібрати електричний ланцюг таким чином, щоб катод був підключений до від’ємного полюсу джерела струму, а інертний анод – до позитивного. В ланцюг повинен також бути послідовно включений амперметр, паралельно електролітичній комірці – вольтметр.

9. Включити джерело струму і відрегулювати силу струму таким чином, що його густина на катоді дорівнювала 1 А/дм². Напругу електролізу записати.

10. Відмітити час початку електролізу і провести його протягом 0,5 год. Якщо джерело струму не стабілізоване, в ході електролізу необхідно періодично коригувати силу струму.

11. Після закінчення електролізу виключити струм, промити катод водою, висушити його і зважити з точністю до 4 знаку. Знайдену масу катоду (m₁) записати.

12. Повторити операції 4-10 для інших густин струму. Якщо новий електроліз проводиться безпосередньо після попереднього, операції 4 і 5 можна не виконувати. При цьому в якості m₀ нового електролізу використовують m₁ попереднього.

13. За отриманими даними розраховують вихід за струмом:

тут І – сила струму (А);

m₁ і m₀ – маса катоду після і до електролізу відповідно (г);

t – час електролізу (с);

F – стала Фарадея (96500 Кл);

E – молярна маса еквіваленту металу, що осаджується (г).

Вихід за струмом розрахувати для всіх густин струму.

14. Розрахувати величину питомої витрати електрики для кожної густини струму.

тут U – напруга електролізу;

t – час електролізу (с);

ВЕ – питома витрата електрики (Вт/г)

15. Побудувати графіки залежності ВС = f(i); BE = f(i) і знайти густину струму, для якої спостерігається найвищий ВС і найнижча ВЕ.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1. Хімічні основи електрохімічного вилучення іонів міді з відпрацьованого розчину травлення друкованих плат, хід виконання роботи і зміст всіх дій і операції.

2. Основні джерела потрапляння сполук важких міді і свинцю у довкілля і наслідки такого типу забруднення.

3. Основні існуючі промислові методи запобігання потраплянню сполук вказаних вище металів у довкілля, їх переваги і недоліки.

4. Нові перспективні методи вилучення сполук вказаних вище металів – їх переваги і недоліки в порівнянні з традиційними.