298 Vh2 ( Pопыт - Рвод.Пар)

V _Н2^(ну) = ------------------------------- ,( 5 )

Т_опыт 760

, а так же количество ионов железа(III), восстановленных на катоде, находим количество электричества , идущее на выделение меди (6), водорода (7) и восстановление ионов железа., А ч

m_Cu

Q_cu = --------- ,( 6 )

q_Cu

где q_Cu-- электрохимический эквивалент меди , г/ А ч

V_H2^(ну) F

Q_H2 = ------------------- . ( 7 )

11200

Долю тока, идущего на процесс восстановления ионов железа(III) до ионов железа (II) находим по результатам титрования:

d m^Kt_Fe(II) = m^Kt_{Fe(II) опыт} - m_{Fe(II) исх} , (8)

где,(г) m_{Fe(II) исх}- масса железа (II) в исходном отработанном тра-вильном растворе (определяется титрованием исходного раствора);

m^Kt_{Fe(II)опыт}- масса железа (II) в растворе католита после проведения процесса регенерации.

Из полученных данных рассчитываем парциальные выхода по току для каждого из катодных процессов.

Аналогично определяем для анодного процесса доли тока для процессов окисления ионов железа (II) и выделение хлора:

dm^An_Fe(II) = m_{Fe(II) исх} - m^An_{Fe(II) опыт} ,( 9 )

где m^An_{Fe(II) опыт}- количество ионов железа (II) в анолите после проведения электролиза, г.

Количество электричества затраченное на процессы окисления или восстановления ионов железа может быть определено по уравнениям:

d m^Kt_Fe(II) d m^An_Fe(II)

Q^Kt_Fe(II) = ------------ ; Q^An_Fe(II) = ------------ , ( 10 )

q_Fe(II) q_Fe(II)

12

где q_Fe(II)- электрохимический эквивалент железа, г/А ч.

Рассичываем удельный расход электроэнергии на получение

1 кг медного порошка и 1 м³выделяющихся газов.

U_cp I_cp  U_cp I_cp 

W_Cu = ------------- , кВт ч/кг ; W_Н2 = ------------- , кВт ч/л ( 11 )

m _Cu V_H2^ну

Степень извлечения меди можно рассчитать по формуле

С_сг⁰ — C_Cu¹

С % = ----------------- х 100 % , ( 12 )

C_cu⁰

где C_cu⁰ и С_Cu¹— исходное и остаточное содержание меди в растворе.

Степень регенерации травильного раствора можно оценить по наработке основного травильного агента — Fe³⁺, соответствующей величине d m_Fe^An

Полученные данные сводим в таблицу 2 и 3.

Таблица 2

Вещества		Католит			Анолит
	Q	m	V	Q	m	V
Cu
H2
Cl2
Fe2+/Fe3+

Таблица 3

, мин.	C % Тр Б %	С % Сu %	Wcu кВт ч/кг	WH2 кВт ч/м3

Приложение 1 Методика определения ионов железа (II)

Отобрать пробу 5 мл травильного раствора, перенести его в колбу на 250 мл, добавить 50 мл дистиллированной воды и 5 мл концентрированной серной кислоты, Полученный раствор титровать 0.1 н раствором KMnO₄. Когда все железо (II) будет окислено, окраска раствора станет светло-фиолетовой.

Расчет количества железа (II) в травильных растворах по результатам титрования определяем по формулам:

N_Fe(II) V_Fe(II) = N_KMnO4 V_KMnO4 , ( 12 )

тогда 13

N_KMnO4 V_KMnO4

N_Fe(II) = -- ----------------- ( 13 )

V_Fe(II)

m_Fe(II) = N_Fe(II) Э_Fe(II) V_пробы , ( 14 )

где Э_Fe(II) - эквивалент железа,

V_пробы - объем пробы травильного раствора, пошедший на титрование.

Литература

1. Гибкие автоматизированные гальванические линии / Справочник под ред. В.Л.Зубченко. М.: Машиностроение, 1989. 467 с.

Вопросы для самопроверки

1. Почему электролиз проводится в диафрагменном электролизере?

2. Почему подача регенерируемого истощенного травильного раствора осуществляется в катодную камеру ?

3. Почему не ощущается запах хлора при электролизе ?

4. Какие факторы нужно учитывать при выборе плотности тока при электролизе ?

5. Выбор материалов электродов регенератора ?

6. Как могут меняться выхода по току и удельный расход электроэнергии во времени по мере глубины обезмеживания ?

7. Как взаимосвязаны скорость протока регенерируемого раствора и величина токовой нагрузки на регенератор ?

8. Как определить полноту регенерации истощенного травильного раствора ?

Лабораторная работа № 3