Электролиттердің шашырату қабілеттілігі

Жұмыс мақсаты: мырыштау электролиттердің шашырату қабілеттілігін анықтау.

Жалпы мәліметтер

Электролиттік тұнбалардың сапасын анықтайдын факторлардың біреуі тұнбаның бұйымның бетінде біркелкі таралуы.

Тұнбаның бұйым бетінде біркелкі таралуының дәрежесі электролит құрамына тәуелді болады. Осыдан, электролиттің қалыңдығы біркелкі жабу қасиеті электролитің шашырату қабілеттілігіне тәуелді.

Шашырату қабілеттілік электролит құрамынан, электротұнбалау тәртібінен, геометриялық факторлардан (катод пен анодтың ара қашықтығына) тәуелді болады. Токтың таралуына мына факторлер әсер етеді:

1. электролизердің, электродтардың түрлері мен өлшемдері, электродтардың электролизерде орналасуы,

2.электролитің электр өткізгіштігі,

3. қаптайтын металдың табиғаты,

4. қапталатын металл беттінің күйі.

Шашырату қабілеттілігі электрлік және электрохимиялық факторларға тәуелді болады.

Зерттеулерде табылғаны, металл катодтың бетінде таралуы, ток таралуына сайкес болмайды, егер металдың ток бойынша шығымы ток тығыздығынан тәуелді болса. Сондықтан, металдың электрод беттеріне таралуын зерттеу әдістері маңызды болып есептелінеді (Херинг және Блюмның әдісі, Н.Т. Кудрявцев және А.А.Никифоровтың әдісі, С.С.Оленинның әдісі).

Электролиттің шашырату қабілеттілігін анықтау үшін анодтан әр түрлі қашықтықта орналасқан катодтарға қондырылған металдың массаларын табады. Катодтарда ток тығыздығы және электродтар аралық ара қашықтық әр түрлі болатынын еске алына келесі формулалармен шашырату қабілеттілікті есептеуге болады:

, (2)

мұнда К – ара қашықтықтардың алысты катодтың (l_д) жақынғы

катодқа (l_б) қатынасы,

m_б,д –жақынғы және алысты катодтардың массалары.

, (3)

мұнда - анодқа ең жақын катодқа дейінгі ара қашықтық,

- анодтан ең алыс катодқа дейінгі ара қашықтық.

ӨЗІНДІК ЖҰМЫСҚА АРНАЛҒАН ТАПСЫРМАЛАР

Бақылау сұрақтар

1. Электролитің шашырату қабілеттілігі туралы ұғым.

2. Электролитің толтыру қабілеттілігі туралы ұғым.

3. Электролитің шашырату қабілеттілігіне әсер етуші факторлар.

4. Херинг және Блюмнің әдісі.

5. Электролитің шашырату қабілеттілігін өлшеуге арналған Н.Т.Кудрявцев және А.А.Никифоровтың ұяшығы.

6. Электролитің шашырату және толтыру қабілеттіліктерін есептеуге арналған формулалар.

Бақылау есептері

1.Электролит шашыратуға қабілеттілік есептеу , егер (1) катод массасы 0,040 г, ал (2)катод массасы 0,046 г берілген ара қашықтар:

а) l₂=40 см, l₁=20 см,

б) l₂=60 см, l₁=20 см,

в) l₂=80 см, l₁=20 см,

г) l₂=100 см, l₁=20 см,

д) l₂=120 см, l₁=20 см.

2. Электролит шашыратуға қабілеттілігін есептеу, егер =3 А/дм², =2 А/дм² және берілген ара қашықтар:

а) l₂=40 см, l₁=20 см,

б) l₂=60 см, l₁=20 см,

в) l₂=80 см, l₁=20 см,

г) l₂=100 см, l₁=20 см,

д) l₂=120 см, l₁=20 см.

3. Электролитің толтыру қабілеттілігін (1) формуламен есептеу егер :

а) S_n=0,60 см², S_k=0,40 см²,

б) S_n=0,60 см², S_k=0,46 см²,

в) S_n=0,60 см², S_k=0,30 см²,

г) S_n=0,60 см², S_k=0,36 см²,

д) S_n=0,60 см², S_k=0,32 см².

4. Электролитің толтыру қабілеттілігін (1) формуламен есептеу егер :

а) S_n=0,24 см², S_k=0,20 см²,

б) S_n=0,36 см², S_k=0,28 см²,

в) S_n=0,46 см², S_k=0,32 см²,

г) S_n=0,28 см², S_k=0,18 см²,

д) S_n=0,16 см², S_k=0,10 см².

Қондырғылар және реактивтер: электролизер, түзеткіш, болат (немесе мыс) катодтар, мырышты анод, амперметр, реостат, аналитикалық таразы, БФ лагы.

Жұмыс орындАу әдістемесі

4. суретте бейнеленген схема бойынша құрылғыны жинау.

1-тәжірибені өткізуге арналған электролитің құрамы (г/л): ZnSO₄7H₂O – 200, KAl(SO₄)₂12H₂O – 30, Na₂SO₄10H₂O – 50, декстрин – 2, =1,5 А/дм², t – бөлмелік .

Электролиз тік бұрышты электролизерде өткізіледі (4-сурет). Жұмысқа катодтарды дайындау үшін, оларды зімпаралы қағазбен өңдеп, Эшка қоспасымен майсыздандырады, сумен жуады және кептіреді, массасын аналитикалық таразыда өлшейді. Электродтардың сырт жағын және қабырғаларын жаққыш арқылы БФ лагымен жабып, кептіреді. Электродтарды жаңадан мақтамен майсыздандырады, сумен жуып, кептіреді.

4– сурет. Электролиттің шашырату қабілеттілігін анықтауға арналған құрылғының схемасы

Катодтарды К₁ және К₂ электролизерге орнатады. Бір катодтың анодтан ара қашықтығы басқа катодқа қарағанда екі есе көбірек. Катодтар амперметр арқылы тұрақты ток көзінің теріс полюсына қосылады, ал анод оң полюсына. Электродтардың ені және ұзындығын анықтап, катодтардың бір жағының ауданын есептейді.

Түзеткіш қосу, шамалы кернеу орнату электролизерге №3 электролит құю сонан соң (4) формуламен есептелген ток күшін орнатып электролиз өткізу. Электролиз уақытын оқытушы береді. Тәжірибе аяқталғанда түзеткішті өшіру, катодтарды электролизерден алу, жуу, кептіру аналитикалық таразыда массасын өлшеу. Жақындағы және алыстағы катодтарда бөлінген мырыштың массалары (m_б және m_д), мырыштау электролиттің шашырату қабілеттілігін (Т) а (2) және (3) формулалармен есептеу. Жоғарыдағы әдістеме бойынша №2 электролитпен электротұнблау процесін өткізу.

2 тәжірибеде қолданылатын электролиттің құрамы (г/л):

ZnCl₂ – 50, KCl – 200, H₃BO₃ – 20, тиокарбамид–0,5. Қолданатын әдістеме 1-тәжірибеден айнымайды.

Алынған нәтижелер кестеге толтырылады:

Катод №	Электролит №	, А/дм2	Катод ауданы, S, дм2	Ток күші J, А	Электролиз уақыты ,сағат	Қаптама қалыңдығы h, мкм		Катодтық қаптаманың сапа сипаты

Тәжірибеде алынған нәтижелерді өңдеу

Өткізілген тәжірибелердің нәтижелерін салыстыру, мырыштау электролиттерінің толтыру қабілеттіліктерін бағалау.

Қорытындыда есептелген шашырату қабілеттілік нәтижелерін салыстыру, ең нәтижелі электролит құрамын ерекшелеу.

Әдебиет

[9] Гамбург Ю.Д. Гальванические покрытия.-М.:Техносфера, 2006.-216с.

[11] Полюдова В.П. Практикум по прикладной электрохимии.-Калинин-град: КГУ, 2000.-43с.

[18] Практикум по прикладной электрохимии /под ред.Н.Т.Кудрявцева.-Л.:Химия, 1987.-263с.

[24] Томашов Н.Д., Жук Н.П. Лабораторные работы по коррозии и защите металлов.-М.:Металлургия, 1971.-280с.

№3 жұмыс