- •Херсонский национальный технический университет к афедра экологии и бжд
- •Цель работы
- •2. Теоретическая часть
- •Электрические эквиваленты некоторых ионов
- •2.2. Вычисления в электрохимических процессах
- •Экспериментальная часть
- •3.1. Описание экспериментальной установки
- •3.2. Порядок проведения работы
- •4. Составление отчета
- •5. Контрольные вопросы
- •6. Техника безопасности
- •7. Материальное обеспечение
- •Варианты для выполнения работы
Электрические эквиваленты некоторых ионов
Катион |
г/А·ч |
Катион |
г/А·ч |
Ag |
4,025 |
Mg |
0,45 |
Al |
0,335 |
Mn |
1,03 |
Au |
7,370 |
Ni |
1,1 |
Au |
2,451 |
Ni |
0,73 |
Co |
0,74 |
Pt |
3,96 |
Cr |
0,65 |
Pt |
1,82 |
Cu |
1,19 |
Sn |
2,22 |
Fe |
1,04 |
Sn |
1,11 |
Fe |
0,69 |
Zn |
1,22 |
H |
0,0376 |
Ti |
7,63 |
Коэффициент использования электроэнергии μ выражается отношением теоретически необходимого для выделения единицы продукта количества электричества к действительно затраченному .
(4)
Теоретический расход энергии (кВт·ч на еденицу получаемой продукции) определяется по уравнению
, (5)
где –теоретическое напряжение, В, его определяют по уравнению:
, (6)
где - равновесный потенциал анодной реакции, В;
– равновесный потенциал катодной реакции, В.
Равновесные потенциалы катодной и анодной реакции рассчитываются по уравнению Нернста:
, (7)
где - стандартный электродный потенциал (определяют по справочнику), В;
R - газовая постоянная, Дж/(моль·град);
Т - температура, ;
Z - число зарядов иона;
F - число Фарадея, Кл;
С - концентрация электролита, г ∙ экв/л.
Числовые значения (определенные опытным путем) потенциалов разложения нормальных растворов некоторых солей, кислот и оснований на платиновых электродах приведены в табл. 2.
Таблица 2
Электролит |
, В |
Электролит |
, В |
CuSO4 |
1,49 |
NiCl2 |
1,85 |
AgNO3 |
0,70 |
HCl |
1,31 |
ZnSO4 |
2,35 |
H2SO4 |
1,67 |
CoSO4 |
1,92 |
NaOH |
1,69 |
CoCl2 |
1,78 |
KOH |
1,67 |
NiSO4 |
2,09 |
NH4OH |
1,74 |
Примем приблизительно эти потенциалы как теоретическое напряжение .
Фактически к ванне прикладывается напряжение , которое больше , так как в системе имеются дополнительные сопротивления.
, (8)
где - напряжение, которое затрачивается на преодоление концентрационной поляризации;
, - напряжение, которое затрачивается на преодоление анодного и катодного перенапряжений;
- напряжение, которое затрачивается на преодоление омических сопротивлений.
Фактический расход электроэнергии определяют по формуле
, (9)
где - фактическое напряжение в цепи, В.
Подставив значения и в уравнение (4), получим
% (10)
Значение задается в соответствующем варианте задания.