Электролитическое лужение. Свойства покрытий, области использования. Сравнит. хар-ка пористых и комплексных электролитов. Электродные процессы. Основные технологические параметры.

Основные положения

Эффекты, приводящие к снижению молярной электропроводности Электрофоретический эффект Эффект асимметрии, или релаксации при наложении электрического поля ион начинает двигаться в одну сторону, а его ионная атмосфера в противоположную; за счет взаимного притяжения центрального иона и противоположно заряженных ионов атмосферы возникает дополнительное трение, которое уменьшает подвижность ионов и молярную электропроводность при движении ион покидает свою ионную атмосферу и непрерывно на пути своего движения создает новую; разрушение и образование атмосферы происходит не мгновенно; в процессе разрушения старая шаровая симметрия ионной атмосферы искажается: ее плотность позади движущегося иона больше, что вызывает торможение движения иона

Число переноса, применяющаяся в электрохимических расчётах величина — отношение количества электричества, перенесённого ионами данного рода через какое-либо поперечное сечение раствора электролита, к общему количеству электричества, прошедшего через такое же сечение этого раствора. Число переноса равно отношению скорости движения (или подвижности) данного иона к сумме скоростей движения (подвижностей) катиона и аниона. П. ч. является характеристикой, зависящей от подвижностей всех ионов в растворе электролита, от их концентрации и температуры раствора. Обычно Число переноса определяют по изменению концентраций ионов у электродов (метод И. Гитторфа). При электролизе ионы за счёт сольватации переносят не только электрический заряд, но также и растворитель в своих сольватных оболочках. Поэтому определённые методом Гитторфа Число переноса называют кажущимися, в отличие от истинных, учитывающих только скорости движения ионов.

С ростом температуры абсолютные скорости ионов и подвижности ионов увеличиваются, но не в одинаковой мере. Поэтому числа переноса с изменением температуры также меняются. При этом если число переноса катиона увеличивается, то число переноса аниона уменьшается, и наоборот.

 

Ввещества со смешанной проводимостью, в которых ток переносится электронами и ионами. К ним относятся, например, газы и пары в ионизированном состоянии.

 

18. Поляризационные явления в условиях одновременного протекания двух и более электродных реакций.

 

n На основную катодную реакцию накладывается реакция выделения водорода	n На основную анодную — реакция выделения кислорода.
n Катодное осаждение	n Анодное растворение

Процессы соосаждения металлов (электрохимическое получение сплавов)

n Исходные положениея кинетики сложных электродных реакций:

n принцип независимости протекания совмещенных реакций — ПНПСР.

n Каждая из совмещенных электродных реакций протекает независимо от другой или других, т. е. так, как будто она является единственным процессом, идущим на данном электроде.

n Совмещенные реакции объединяются лишь общностью электродного потенциала, и скорость каждой из них определяется его значением.

 

Компромисный потенциал

Электролитическое лужение. Свойства покрытий, области использования. Сравнит. хар-ка пористых и комплексных электролитов. Электродные процессы. Основные технологические параметры.

E_Sn2+/Sn= -0,136 В. Стойкость Sn при воздействии орг.кислот и безвредность позволяет применять его покрытия в пищевой промышленности: изготовление белой жести, защита от коррозии хоз.предметов, покрытие деталей приборов и электрических контактов для последующей пайки. Sn-е покрытия наносят горячим или электролитическим способом. Преимущества электролитического способа – получение более равномерного осадка и более экономичное расходование олова. Защитные свойства Sn-х покрытий <, чем полученных горячим способом. Лужение осуществляется в кислых и щелочных электролитах, но из кислых – структура осадка более крупнокристаллическая и в них РС ниже. Поэтому для сложнопрофильных деталей применяютщелочные электролиты.

Кислые электролиты. Наиболее применимы сульф-е электролиты, в которых Sn находится в виде Sn²⁺: К: Sn²⁺+2е→ Sn.

Из двух сортов катионов Sn²⁺ и Н⁺ разряжаются в основном Sn²⁺, т.к. η_Н2 на Sn высокое. В отсутствие специальных орг. добавок наблюдается интенсивный рост изолир. кристаллов(дендриты). При введении в эл-т клея, крезола, фенола, тиомочевины − стр-а осадков становится более гладкой, плотной и блестящей. В сульф-м электролите возможно образование соединений Sn⁴⁺:

SnSO₄+H₂SO₄+1/2O₂↔Sn(SO₄)₂+H₂O; Sn(SO₄)₂+4H₂O↔Sn(OH)₄+2H₂SO₄

Качество осадка зависит от условий электролиза (i и Т). При ↓i получаются крупнокристаллические осадки, ↑ Т сказывается плохо, т.к. ↑ скорость гидролиза.

Электролит: SnSO₄ – 30-50 г/л; H₂SO₄ – 50-100 г/л;

Крезол или фенол 10−30 г/л; Столярный клей – 1-4 г/л.

Т=18-25^оС, i=1-5 А/дм²;Вт=90-95%.Растворение Sn-х анодов протекает легко, Вт_а=100%.

Щелочные электролиты. E_Sn4+/Sn= +0,05 В. E_Sn2+/Sn= -0,136 В, т.е. в первую очередь восстановится 2-х валентное олово, а не 4-х валентное. В щелочных растворах важно поддержать А. в частично пассивном состоянии, тогда образуется исключительно олово 4-х валентное.Имеют преимущество при покрытии сложнопрофильных деталей. Основной компонент – Na₂SnO₃ и NaOH. В растворе могут присутствовать Na₂SnO₂:

Na₂SnO₃↔2Na⁺+SnO₃^2-; Na₂SnO₂↔2Na⁺+SnO₂^2-

SnO₃^2-+Н₂О→Sn⁴⁺+ 6ОН^-; SnO₂^2-+Н₂О→Sn²⁺+4ОН^-

На К возможен разряд ионов Sn²⁺ и Sn⁴⁺. Sn²⁺ разряжается без заметной поляризации, следов-но образуются крупные кристаллы. Ионы Sn⁴⁺ разряжаются со значительной хим.поляризацией, достигающей при i=1А/дм² – обр-я плотные, мелкодисперсные осадки. С ↑ сод-я Sn в электролите кат-я поляризация ↓, с ↑ сод-я ОН^- − наоборот. С ↑ i происходит ↓ВТ_к. Большая поляр-ть и изменение ВТ ↓ с ↑ i обеспечивает высокую РС станнатных электролитов.

На К также происходит 2Н⁺+2е→Н₂. ОН^- играет роль лиганда − ↑ С_ОН- смещает равновесие в сторону ↓ С_Sn⁴⁺ и сдвигает Е в Э.О. сторону. Поэтому поддерживают умеренную конц-ю ОН^-. Осаждение ведут при повышенных Т=65-70^оС, т.к. при низких Т получают тёмные и рыхлые осадки. Анодное раств-е необходимо вести так, чтобы Sn растворялся в виде Sn⁴⁺. Если i низкая, образуется Sn²⁺. При повышенных i на А формируется окисная плёнка и Е сдвигается в Э.П. сторону, и тогда растворение А:

Sn→ Sn⁴⁺+4е. При слишком высоких i растворение А прекращается и происходит:4ОН^-→О₂+2Н₂О

Электролит, г/л: Na₂SnO₃∙3Н₂О−50-100; NаОН−10-15; СН₃СООNа−20-30.

Т=60-70^оС, i=1,5-3 А/дм²;Вт=70-85%.

12Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: