- •Екатеринбург
- •Министерство образования российской федерации
- •Екатеринбург
- •Введение предмет электрометаллургии цветных металлов
- •1. Электродвижущие силы и электродные потенциалы
- •1.2. Теории строения двойного электрического слоя
- •1.3. Электрокапиллярные явления
- •1.4. Химические источники электрической энергии или гальванические элементы
- •1.5. Термодинамика гальванического элемента
- •1.6. Вывод уравнения равновесного электродного потенциала
- •Величина скачка потенциалов
- •1.7. Классификация электродов
- •1.8. Электроды сравнения
- •1.9. Стандартный, условный стандартный и равновесный потенциалы
- •1.10. Ряд напряжений металлов
- •1.11.Примеры решения задач и контрольные задания
- •Термодинамические характеристики веществ, ккал/моль
- •Индивидуальные контрольные задания
- •1.11.2.Определение термодинамических характеристик веществ по температурной зависимости эдс
- •Индивидуальные контрольные задания
- •Индивидуальные контрольные задания
- •1.11.4. Расчет величин равновесных потенциалов в водных растворах
- •Индивидуальные контрольные задания
- •1.11.5. Нахождение неизвестных окислительно-восстановительных потенциалов по правилу Лютера
- •Индивидуальные контрольные задания
- •1.11.6. Расчет равновесных концентраций ионов разной валентности
- •Индивидуальные контрольные задания
- •1.12.Контрольные вопросы
- •2. Кинетика электродных процессов
- •2.1.Поляризация электродов. Основные виды поляризации
- •2.2. Электрохимическая поляризация
- •Показатели разряда ионов водорода на различных металлах
- •2.3. Концентрационная поляризация
- •2.4. Полярографический анализ. Ток и потенциал полуволны
- •2.5. Перенапряжение химической реакции
- •2.6. Фазовая поляризация
- •2.7. Примеры решения задач и задания
- •2.7.1.Определение величины электрохимической поляризации
- •Индивидуальные контрольные задания
- •2.7.2. Определение тока обмена и коэффициента переноса
- •Индивидуальные контрольные задания
- •Вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
- •2.7.3.Определение предельного тока разряда ионов по характеристикам диффузии и миграции ионов
- •Индивидуальные контрольные задания
- •Группа 1 п ш
- •2.7.4. Определение величины концентрационной поляризации
- •Индивидуальные контрольные задания
- •2.8. Контрольные вопросы
- •3.1. Сущность электролиза. Катодные и анодные процессы. Основные законы электролиза
- •3.2.Характеристики электролиза
- •3.3. Катодные процессы
- •3.4. Совместный разряд ионов
- •3.5. Анодные процессы
- •3.6. Примеры решения задач и задания
- •3.6.1. Совместный разряд ионов металла и водорода
- •Индивидуальные контрольные задания
- •3.7. Контрольные вопросы
- •4. Основы гидроэлектрометаллургии цветных металлов
- •4.1. Основы электрорафинирования меди
- •4.2. Электролитическое рафинирование серебра
- •4.3. Электролитическое рафинирование золота
- •4.4. Электрорафинирование свинца
- •Расход электроэнергии - 120-200 кВтч/т.
- •4.5. Электрорафинирование висмута
- •4.6. Электрорафинирование олова
- •4.7. Электрометаллургия никеля
- •Условия и результаты электрорафинирования никеля
- •5.8. Основы электрометаллургии кобальта
- •4.9. Основы гидроэлектрометаллургии цинка
- •Баланс напряжения цинковых электролизеров
- •4.10. Контрольные вопросы
- •6. Химические источники электрической энергии
- •6.1. Важнейшие характеристики хиээ
- •6.2. Основные типы хиээ
- •6.3. Топливные элементы
- •6.4. Аккумуляторы
- •6.5. Саморазряд и сохранность хиээ
- •6.6. Контрольные вопросы
- •Оглавление
- •Основные законы электролиза 45
Индивидуальные контрольные задания
Найти изменение термодинамических функций в токообразующей реакции по значениям Ет и dE/dT (табл.1.2).
Для группы 1 n=1; Т = 298К (вар.1-10);308 (вар. 1-20);318(вар.21-30);
П n=2; Т = 298К (вар.1-10),308 (вар.11-20),318(вар.21-30);
Ш n=3; Т = 298К(вар.1-10),308 (вар.11-20),318(вар.21-30).
Таблица 1.2
-
Вариант
Ет,В
dE/dT, BK-1
1
1,253
0,040310-3
2
0,6753
0,076710-3
3
0,1880
-0,4810-3
4
0,456
2,4010-3
5
1,590
-0,16910-3
6
1,83
0,05710-3
7
2,04
1,3610-3
8
1,115
0,05710-3
9 0,218 10-3 1 0 1 49П -О Л^7 1 П-3
1,415
-0,21810-3
10
1,420
-0,05710-3
1.11.3.Определение констант нестойкости соединений по величинам условных стандартных потенциалов
В справочной литературе наряду с величинами стандартного потенциала Е° для систем с комплексообразованием приводятся величины условного стандартного потенциала Е*, которые связаны между собой через константу нестойкости соединений Кн соотношением
Е*
= Е°
+
In Кн
. (1.1)
Это соотношение позволяет по двум известным величинам, например, Е° и Е*, находить третью (в рассматриваемом случае Кн).
Пример
Стандартный потенциал системы Fe2+/Fe=-0,4402В, а условный стандартный потенциал системы Fe(CN)6-4/Fe = -1,5В. Какова константа нестойкости комплексного иона Fe(CN)64-?
При подстановке соответствующих величин в уравнение (1.1) имеем
-1,5
= -0,4402 +
,
ln
Kн=
-
;
Кн=
1,5210-36.
Индивидуальные контрольные задания
Определить константу нестойкости комплексных соединений по величинам условных стандартных потенциалов (Е*) и значениям Ео систем Ag+/Ag = 0,799 В (I гp.), Сu2+/Сu=0,337В (П гр.), Biз+/Bi= 0,215 В (Ш гр.) - табл.1.3.
Таблица 1.3
-
Вариант
Е*,В
Вариант
Е*,В
Вариант
Е*,В
1
0,150
11
-0,35
21
-0,85
2
0,100
12
-0,40
22
-0,90
3
0,050
13
-0,45
23
-0,95
4
0,000
14
-0,50
24
-1,00
5
-0,050
15
-0,55
25
-1,05
6
-0,100
16
-0,60
26
-1,10
7
-0,150
17
-0,65
27
-1,15
8
-0,200
18
-0,70
28
-1,20
9
-0,250
19
-0,75
29
-1,25
10
-0,300
20
-0,80
30
-1,30
