17 липня о 18:00Вебінар: Чи може наука сформувати підприємницьку компетентність?

Заняття гуртка "Добування чистого кадмію та міді електролітичним способом"

Про матеріал

Заняття гуртка з обдарованими учнями

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

Перегляд файлу

1

 

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)

Картинки по запросу металлы полученные электролизом

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

Картинки по запросу металлы полученные электролизом

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+ + SO42-

H2SO4 -> 2H+ + SO4-

HOH -> H+ + OH-

На катоді К-   На аноді А+

Cd2+ + 2e- -> Cd0   2SO42- -> SO82-

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)

 

Сіль

Cd(NO3)2

CdSО4

Склад електроліту

 Cd(NO3)2*4H2O

40г солі, 60г води

50 г/л CdSО4,

5 крапель H2SO4

Наявність органічних добавок для покращення якості покриття

+

-

+

-

Умови експеременту

J = 0,2 A/см2

S = 8,325см2

Mдо = 20,8г

T = 40хв

J = 0,2 A/см2

S = 8,325см2

Mдо = 20,8г

T = 40хв

J = 0,2 A/см2

S = 8,325см2

Mдо = 20,8г

T = 40хв

J = 0,2 A/см2

S = 8,325см2

Mдо = 20,8г

T = 40хв

Маса осаду після реакції

21,12г

21,02г

21,15г

21,135г

Вихід по струму

0,320г

0,302г

0,350г

0,335г

 

 

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

 

 

 

 

doc
Додано
28 жовтня 2018
Переглядів
105
Оцінка розробки
Відгуки відсутні
Безкоштовний сертифікат
про публікацію авторської розробки
Щоб отримати, додайте розробку

Додати розробку