Коллектив авторов - Михаил Козловский: Өнегелі өмір. Вып. 30

Зависимость скорости цементации от конкурирующих процессов – выделения водорода и восстановления растворенного кислорода

Это можно рассматривать как частный случай предыдущего: наличие растворенного кислорода вызывает появление соответствующих двух кислородных волн. Так как кислородные волны располагаются в области потенциалов более положительных, нежели волны многих металлов, восстановление растворенного кислорода обычно всегда сопровождает процесс цементации. Что же касается выделения водорода, то поскольку поляризационная кривая для водорода на ртути (и амальгамах) лежит в области сильно отрицательных потенциалов, выделение водорода будет наблюдаться лишь в случае применения амальгам весьма электроотрицательных металлов.

Зависимость скорости цементации от температуры, скорости перемешивания и концентрации цементирующего металла в амальгаме

При повышении температуры, а также при увеличении скорости перемешивания ход поляризационных кривых (как катодных, так и анодных) становится более крутым. Поэтому точки пересечения катодных и анодных кривых будут иметь большие значения ординат. – Т.е. процесс будет проходить с большей скоростью (при расчете на единицу поверхности амальгамы).

Что же касается влияния концентрации растворенных в ртути металлов, то оно сравнительно невелико. Однако при малых концентрациях металла в амальгаме наблюдаются явления предельного тока и для анодного процесса. Это обстоятельство соответствующим образом отразится на положении точки пересечения поляризационных кривых.

Изложенные нами основные положения теории цементации амальгамами могут быть распространены и на случай цементации твердыми металлами. Однако количественные расчеты трудно осуществимы из-за непрерывного изменения величины поверхности катода и анода. При попытке произвести расчет скорости процесса цементации в этом случае нельзя пренебрегать величиной омического сопротивления микроэлементов. Кроме того, следует помнить, что плотность тока при катодном и анодном процессах, как правило, не будет одинаковой, так как площадки катода и анода не равны друг другу. Сила тока, проходящего через катод и анод, будет, конечно, одной и той же.

Увеличение электропроводности раствора приведет к уменьшению потери напряжения на преодоление омического сопротивления (та потеря на рисунке 1 выражается величиной отрезка А). Соответственно с этим должна увеличиться сила тока местных элементов. Однако увеличение электропроводности путем повышения концентрации ионов водорода может привести к конкуренции этих ионов с ионами цементируемого металла. Кроме того, нужно помнить, что изменяя электропроводность путем добавления кислот или различных солей, соответствующим образом можно изменить и ход поляризационных кривых. В связи с этим увеличение электропроводности иногда может вызвать не увеличение, а уменьшение скорости цементации.

При использовании поляризационных кривых для решения практических вопросов технической электрохимии и электролиза следует иметь в виду, что ход кривых может измениться в результате взаимодействия металлов, находящихся в амальгаме. Особенно ярко это взаимодействие может быть проиллюстрировано на примере медно-цинковых амальгам, в которых происходит образование интерметаллического соединения CuZn [4]. Взаимодействие металлов в сложных амальгамах обнаружено нами и в ряде других случаев (например, между сурьмой и цинком, сурьмой и натрием, никелем и цинком, кобальтом и цинком и др.) и является предметом систематического изучения нашими сотрудниками А.И. Зебревой, Г.Н. Бабкиным, В.М. Илющенко, Е.Ф. Сперанской и др.

Стендер В.В. Электролитическое производство хлора и щелочей. – Л.: Гостехиздат, 1935.

Козловский М.Т. // Вестн. АН КазССР. – 1955. – № 11 (128). – С. 16. Акимов Г.В. Основы учения о коррозии и защите металлов. – М.: Изд-во АН СССР, 1946.

Зебрева А.И., Козловский М.Т. // Журн. физ. хим. -1956. – 30. – С. 1553.

Развитие аналитической химии в мировом масштабе характеризуется за последние три-четыре десятилетия широким применением физико-химических методов анализа. Среди них особое место занимают электрохимические методы. Практическое значение многих этих методов обусловлено тем, что они позволяют определять весьма малые количества вещества. Некоторые из них являются экспрессными методами и, наконец, на них основано подавляющее Большинство автоматических и телемеханических методов анализа, приобретающих в последние годы особенно 6ольшое значение, в частности в связи с вопросами мирного использования атомной энергии.

Успешному развитию электрохимических методов анализа в СССР способствовало и то обстоятельство, что советская электрохимическая наука за истекшие годы заняла ведущее положение в мире.

Методы электрохимического анализа можно подразделить на три основные группы:

1) методы, в которых количество вещества определяют путем измерения различных электрических величин: силы тока, количества электричества, потенциала электрода, электропроводности;

2) методы титриметрического анализа, в которых электрические измерения используются для индикации конечной точки титрования (потенциометрическое, амперометрическое, кондуктометрическое, высокочастотное титрование и т. П.);

3) методы, в которых электрический ток используется в качестве своеобразного реактива (классический электроанализ, внутренний электролиз, цементация).

Особенно большое значение в настоящее время приобрели некоторые из методов первой и второй групп. Из них, прежде всего, следует остановшъся на полярографии – методе, основанном на измерении силы тока, проходящего в цепи при предельной поляризации электрода.

Этот метод, принцип которого был сформулирован Я. Гейровским в 1922 году, приобрел в настоящее время необычайно большое значение и очень разнообразное применение. Однако за пределы лаборатории Я. Гейровского новый метод вышел фактически лишь после 1933 года. Примерно в это же время полярографией начинают заниматься и в Советском Союзе. Большая заслуга в развитии у нас полярографического анализа принадлежит В.И. Вернадскому, который, посетив лабораторию Я. Гейровского в 1932 году, сразу же оценил значение этого метода и направил своего сотрудника А.П. Виноградова в Прагу для ознакомления с новым методом. Вскоре, по инициативе Е.С. Бурксера, в Одессе налаживается производство первых советских полярографов. Примерно в это же время появляются первые советские работы по полярографии как теоретического, так и прикладного характера.