Поляризационная кривая катода.

Типичная форма поляризационной кривой катода (зависимости плотности тока от поляризации) показана на рис. 2; приведены также составляющие поляризационные кривые – перенапряжения (для случая замедленной электрокристаллизации) и концентрационной поляризации.

Кривая концентрационной поляризации анода и соответственно его поляризационная кривая имеют совсем другой характер. Причина состоит в том, что при увеличении плотности анодного тока концентрация катионов вблизи поверхности анода растет, а не уменьшается, и ограничение роста скорости диффузионного отвода катионов от поверхности анода в объем отсутствует; поэтому не существует плотность анодного тока, при которой концентрационная поляризация анода стремится к бесконечности. В результате форма кривая концентрационной поляризации анода и его полная поляризационная кривая имеют такую же форму, как начальные участки соответствующих кривых катода.

Какие металлы можно получать электролизом водных растворов?

Большая величина перенапряжения водорода позволяет получать электролизом водных растворов металлы, гораздо более электроотрицательные, чем водород – например, цинк, стандартный электрохимический потенциал которого равен –0,76 В.

Причина различий анодного и катодного выхода по току.

При параллельном протекании на катоде нескольких электродных процессов на осаждение целевого металла расходуется лишь часть тока, проходящего через электролитическую ячейку. Доля тока (обычно выражаемая в процентах), потребляемая целевым процессом, называется выходом по току; величина выхода по току характеризует эффективность использования электрической энергии и может служить критерием при оценке и выборе оптимального варианта электролиза.

Выделение на катоде водорода и металлов-примесей приводит к уменьшению доли тока, расходуемой на осаждение целевого металла, и вследствие этого к понижению выхода по току.

Понижение катодного выхода по току может быть вызвано также протеканием химических реакций, в результате которых осажденный на катоде металл окисляется и переходит обратно в раствор.

Оценка анодного выхода по току, полученная по убыли массы анода, при дополнительном химическом растворении металла оказывается, напротив, завышенной.

В результате химического растворения и осыпания анодный выход по току может даже превысить 100%.

Факторы, влияющие на свойства получаемого порошка.

В зависимости от условий электролиза выделяющийся на катоде металл может образовывать на катоде осадок в виде плотного ровного слоя с гладкой поверхностью, пористого (губчатого) осадка, состоящего из дендритных кристаллов с главной осью, перпендикулярной поверхности катода, и даже осадка, осыпающегося в виде порошка.

Структура осадка формируется под действием двух факторов.

Первый из них – стремление системы к уменьшению поверхностной энергии осадка, реализующееся при образовании плотного ровного слоя с гладкой поверхностью. Этот фактор обусловливает тенденцию к сглаживанию случайно образовавшихся микроскопических выступов.

Второй фактор связан с тем, что концентрация разряжающихся катионов в растворе на границе с поверхностью катода ниже, чем вдали от катода (в объеме электролита), и растет по мере удаления от поверхности катода.