Заняття гуртка "Добування чистого кадмію та міді електролітичним способом"

Добування чистого кадмію та міді електролітичним способом

Електроліз ( від електро- і грецького lysis - розкладання, розчинення, розпад) - сукупність процесів окислювання-відновлення на занурених в електроліт електродах, при проходженні через нього електричного струму. Необхідно відмітити, що електроліз є одним з найважливіших напрямків в електрофізиці, у свій час послужив основою для важливих наукових відкриттів в області електрофізики.

Мета: дослідження можливостей використання електролізу для одержання чистого кадмію і міді.

Теоретичне значення: поглибити знання в електролітичних процесах, розібратися у впливі багатьох факторів на процес електролізу.

Практичне значення: визначити основні галузі застосування електролізу в виробничих масштабах.

Предмет дослідження: процес електролізу.

Об’єкт дослідження: добування чистого кадмію та міді за допомогою електролізу.

Електроліз на даний момент широко використовується в промисловості для виділення і очищення металів, полірування, заточення металевих виробів, очищення води, захисту від корозії та ін. Деякі метали (алюміній, магній, натрій, кадмій, кальцій) одержують тільки електролізом розплавів.

Нами був проведений електроліз розчинів солей CdSO₄ ,CuSO₄, Cu(NO₃)₂,Cd(NO₃)₂(рис.1,2)

Рис. 1.Лабораторне обладнання для проведення електролізу розчинів солей металів

Рис.2. Проведення електролізу розчинів солей

В залежності від умов проведення можна отримати метал у вигляді покриття різної товщини(рис.3 А, Б) або осадів (рис.3 В,Г)

Рис.3 Покриття міді на електродах(А,Б) ,осад кадмію(В) та міді(Г), отримані внаслідок електролізу розчинів солей

Розглянемо процеси, що відбуваються на електродах під час електролізу розчину кадмій сульфату:

CdS0₄ -> Cd²⁺ + SO₄^2-

H₂SO₄ -> 2H⁺ + SO4^-

HOH -> H⁺ + OH^-

На катоді К-   На аноді А+

Cd²⁺ + 2^e- -> Cd⁰   2SO₄^2- -> SO₈^2-

2H⁺ + 2e^- -> H²   4HOH + 4e^- -> O₂ + 4H⁺ + 2H₂O

Аналогічно відбувається електроліз розчину солей Cd(NO₃)₂,Cu(NO₃)₂,CuSO₄

У таблиці 1 порівнюється маса виділення кадмію при електролізі солей CdSO₄ i Cd(NO₃)₂. За даними таблиці 1 видно,що більш раціональним є використання електролізу CdSO₄ для добування чистого кадмію. Аналогічні дані були отримані для отримання купруму.

Таблиця 1.

Умови експерименту та характеристика отриманих продуктів (на прикладі солей кадмію)

В результаті експеременту ми з’ясували, що більш раціональним є добування чистого кадмію та міді з сульфатів.