3.2 Порядок выполнения работы.
Порядок выполнения работы на Установке 1.
Рафинирующий электролиз проводим, используя растворы, по заданию преподавателя, с различным содержанием сульфата меди и серной кислоты, приготовленные в предыдущей работе.
Перед началом работы взвесить катод и анод, измерить их длину, ширину, толщину и записать результат.
Залить электролит в электролизер, установить электроды, замерить расстояние между электродами и подать необходимое напряжение, включить систему охлаждения.
Рисунок 2 Экспериментальная установка для определения выхода по току в процессе электролитического производства цинка.
По мере протекания процесса электролиза возможно изменение концентрации меди и серной кислоты, которое может повлечь изменение РН-среды в электролите. Отчасти это можно контролировать периодическим определением РН раствора с помощью универсальной индикаторной бумажки. Основным показателем, показывающим изменение химического состава электролита, является изменение напряжения ванны. Как правило, оно повышается. Также может упасть сила тока. Если это произошло необходимо проверить РН. Если РН высокий, то из бюретки прикапываем дополнительную серную кислоту. Если РН стабильно, значит надо добавить сульфата меди. В момент прибавления реагента включается мешалка для быстрого и равномерного распределения. Добавка реагентов производится до выхода на стабильные параметры.
Все параметры процесса записывать в таблицу 5 каждые 5 минут.
В конце опыта извлечь из электролизера катод и анод, промыть их проточной водой, высушить и записать конечную массу катода и анода. По счетчику определить количество израсходованной электроэнергии.
Повторить опыт с несколькими различными концентрациями кислоты и сульфата
Взять электроды с другими геометрическими размерами (для варьирования плотности тока) и повторить исследование по пунктам 1-7.
Провести несколько опытов с различным расстоянием между электродами.
Порядок выполнения работы на Установке 2.
Электролиз проводим, используя растворы, по заданию преподавателя, с различным содержанием сульфата цинка и серной кислоты, приготовленные в предыдущей работе.
Перед началом работы взвесить алюминиевый катод и записать результат. Измерить длину, ширину и толщину катода и анода.
Залить электролит в электролизер, опустить в раствор электроды, замерить расстояние между ними и подать необходимое напряжение, включить систему охлаждения.
По ходу электролиза будет увеличиваться концентрация серной кислот. Это будет отражаться на величине силы тока и напряжения. Чтобы не допустить изменения этих показателей периодически 1 раз в 5-10 мин необходимо отбирать из ванны электролиза пробу и анализировать ее на содержание H2SO4. Если концентрация выше оптимальной, то следует отключить напряжение и поместить в раствор расчетное (порядок расчета представлен ниже) количество извести или известкового молока для нейтрализации. Для лучшего взаимодействия включить мешалку. По завершении нейтрализации (2-3 мин) мешалку отключить, отфильтровать электролит для удаления осадка и продолжить электролиз. Время на нейтрализацию раствора не включать в общее время электролиза.
Если эта мера не помогает, то, возможно, это связано с изменением концентрации цинка. Если ток начнет уменьшаться или напряжение расти при оптимальной концентрации кислоты, то необходимо приливать из бюретки раствор сульфата цинка. В момент прибавления реагента включается мешалка для быстрого и равномерного распределения. Добавка сульфата цинка производится до выхода на стабильные электрические параметры.
Все параметры процесса записывать в таблицу 1, 2 каждые 5 минут.
Взять электроды с другими геометрическими размерами (для варьирования плотности тока) и повторить исследование по пунктам 1-7.
Провести несколько опытов с различным расстоянием между электродами.