Electrólisis de hierro. Obtención de metales
Cuando una corriente eléctrica atraviesa metales (conductores del primer tipo), no se producen reacciones químicas y los metales permanecen sin cambios. Si una corriente eléctrica pasa a través de una solución de fusión o electrolito (conductores del segundo tipo), se producen varias reacciones químicas (electrólisis) en la interfaz electrolito-conductor metálico (electrodo) y se forman nuevos compuestos.
La electrólisis es un conjunto de procesos que ocurren cuando una corriente eléctrica pasa a través de sistema electroquímico que consta de dos electrodos y una solución de fusión o electrolito.
Durante la electrólisis, los cationes se mueven al electrodo negativo (cátodo) y los aniones al electrodo positivo (ánodo). En este caso, sin embargo, los cationes y aniones del electrolito no siempre se descargan, aceptando o donando electrones. A menudo, un solvente-electrolito, por ejemplo, agua, participa en las reacciones de electrólisis.
La diferencia fundamental entre las reacciones en una celda galvánica y una celda electrolítica es solo en su dirección y espontaneidad. En un circuito cerrado de una celda galvánica, una reacción electroquímica ocurre espontáneamente y en un electrolizador, solo bajo la influencia de una corriente eléctrica de una fuente externa.
Preste atención al nombre de los electrodos: en una celda galvánica, el electrodo negativo es el ánodo y el positivo es el cátodo; en el electrolizador, por el contrario, el electrodo negativo es el cátodo y el positivo es el ánodo.
Cabe recordar que los términos "negativo" y "positivo" siempre se refieren a los polos de la fuente de corriente, que es como se denominan los electrodos del electrolizador. Lo común en estos procesos es que tanto en la celda galvánica como en el electrolizador, se crea un exceso de electrones en el electrodo negativo, y en el positivo, su deficiencia. En el cátodo, los iones o moléculas se reducen por la acción de los electrones; en el ánodo, las partículas se oxidan, donando sus electrones al electrodo.
En el electrolizador, los cationes (M norte+) se mueven al cátodo (-) y los aniones (A norte-) - al ánodo (+).
Estrés por descomposición El electrolito durante la electrólisis se denomina voltaje mínimo (EMF externo) que debe aplicarse a los electrodos. Por ejemplo, para una solución de cloruro de zinc en condiciones estándar:
Zn 2+ + 2 ē = Zn φ ° = - 0,76 B,
Cl 2 + 2 ē = 2Cl - φ ° = + 1.36 V,
y el voltaje de descomposición es igual (en valor absoluto) a la suma de los potenciales de electrodo estándar de ambos electrodos: 0,76 + 1,36 = 2,12 V, es decir el voltaje de descomposición no puede ser menor que el EMF de la celda galvánica correspondiente.
Voltaje de descomposición se compone de los potenciales de dos electrodos: los potenciales de descarga de iones.
Potencial de descarga catión a veces se llama potencial de deposición metal. Este es el potencial mínimo que debe aplicarse al electrodo para que el catión pierda carga y se produzca la deposición de metal. Para algunos iones (Cu 2+, Ag +, Cd 2+), el potencial de deposición está cerca del potencial del electrodo, para otros iones (Fe 2 +, Co 2 +, Ni 2 +), los potenciales de deposición exceden significativamente al electrodo. potenciales de metales: para la electrólisis es necesaria una cierta sobretensión.
Distinguir electrólisis de soluciones y derretir electrólisis... La electrólisis de soluciones se subdivide en electrólisis con electrodos inertes y electrólisis de ánodo soluble... Los electrodos metálicos (Pt, Au) y no metálicos (grafito) pueden ser inertes. Los ánodos de Cr, Ni, Cd, Zn, Ag, Cu, etc. se utilizan como solubles.
Algunos metales prácticamente no se disuelven debido a la alta polarización anódica, por ejemplo, Ni y Fe en una solución alcalina, Pb en H 2 SO 4.
Electrólisis de soluciones con electrodos inertes. En la electrólisis de soluciones acuosas de electrolitos, a menudo se libera hidrógeno en lugar de metal en el cátodo en lugar de metal. En ambientes ácidos, el hidrógeno se forma por la reacción:
2H + + 2 ē = H 2.
En medios neutros y alcalinos, el hidrógeno se forma mediante una reacción que involucra moléculas de agua:
2H 2 O + 2 ē = H 2 + OH -.
Los cationes como Na + o K + no se descargan en absoluto en una solución acuosa, pero se libera hidrógeno.
Los cationes se pueden agrupar de acuerdo con su capacidad de descarga, desde que no se descargan hasta que se descargan fácilmente. En este caso, los productos de la electrólisis también cambian. Para algunos cationes, es posible la formación simultánea de metal e hidrógeno.
A continuación se muestran los cationes en orden de disminuir la dificultad de su descarga y los productos de la electrólisis:
Productos de electrólisis de cationes
Li +, K +, Na +, Mg 2+, Al 3+, H + (sobretensión) H 2
Mn 2+, Zn 2+, Cr 3 +, Fe 2 +, H + (pH 7) M + H 2
Co 2+, Ni 2+, Sr 2+, Pb 2+, H + (pH 0) M + H 2
Cu 2+, Ag +, Au 3 + M
La diferente posición del hidrógeno en esta serie se explica por las siguientes razones. La posición del hidrógeno entre el plomo y el cobre corresponde a los valores numéricos de los potenciales de electrodo estándar en CON METRO n + = CON H + = 1 mol / L, es decir a pH = 0. La posición del hidrógeno entre el hierro y el cobalto corresponde al potencial del electrodo de hidrógeno en el agua a pH = 7 (φº H2 / H + = –0,414 V). En estas condiciones, todos los metales pueden precipitarse de las soluciones, el valor de φ ° que es más de -0,414 V. Sin embargo, en la práctica, además de cobalto, níquel, estaño y plomo, también es posible precipitar zinc, cromo y hierro a partir de soluciones acuosas. Esto se debe a que el desprendimiento de gas hidrógeno en el cátodo se ve obstaculizado por la sobretensión de hidrógeno.
Así, en la serie de cationes de Li + hasta A1 3+ no se forma ningún metal y durante la electrólisis se libera hidrógeno debido a la reducción del agua. En una serie de cationes de Mn 2+ a Pb 2+ durante la electrólisis, el metal y el hidrógeno se forman simultáneamente y, finalmente, en una serie Cu 2+ - Au 3+ solo se forma metal.
En consecuencia, cuanto más a la izquierda (más cerca del principio) esté el metal en la serie de potenciales de electrodo estándar (serie de voltajes), más difícil será aislar este metal por electrólisis de una solución acuosa.
Si se aplica un voltaje que aumenta gradualmente a una solución que contiene varios cationes, la electrólisis comienza cuando se alcanza el potencial de deposición del catión con el potencial de electrodo más alto (más positivo). Cuando la electrólisis de una solución que contiene iones de zinc (φ °= –0,76 V) y cobre (φ ° = +0,34 V), el cobre se libera primero en el cátodo, y solo después de que se hayan descargado casi todos los iones Cu 2+, el zinc comenzará a liberarse. Por lo tanto, si la solución contiene simultáneamente varios cationes, entonces durante la electrólisis se pueden aislar secuencialmente de acuerdo con los valores de sus potenciales de electrodo... En este caso, se supone que la sobretensión de la precipitación de metales para ellos es aproximadamente la misma (y no grande).
Sobre potenciales de descarga de aniones Entonces aquí el panorama es mucho más complicado debido a la capacidad del agua para participar en el proceso de electrólisis. En el caso general, podemos decir que los aniones con el potencial más bajo (menos positivo) se descargan primero en el ánodo. Si la solución contiene iones Сl - (φº = 1.36 V), Br - (φ ° = 1.09 V) e I - (φº = 0.54 V), entonces se formará primero yodo, luego bromo y, finalmente, cloro. Los iones de fluoruro en una solución acuosa no se pueden descargar en absoluto (φ ° = 2,87 V).
La mayoría de los aniones que contienen oxígeno (excepto el ion acetato) en una solución acuosa no se descargan; en cambio, el agua se descompone en soluciones ácidas y neutras:
2H 2 O - 4 ē = О 2 + 4Н +,
y en soluciones alcalinas - descarga de iones hidróxido:
2OH - - 2 ē = 1/2 O 2 + H 2 O.
De acuerdo con su capacidad de descarga durante la electrólisis de soluciones acuosas, los aniones se ordenan en la siguiente fila desde aniones no descargables de ácidos que contienen oxígeno como SO 4 2–, NO 3 - hasta los que se descargan fácilmente en una solución acuosa:
Productos de electrólisis de aniones
SO 4 2–, NO 3 - etc., OH - O 2
Сl -, Br -, I - Cl 2 (ClO -, ClO 3 -), Br 2, I 2 (+ O 2)
S 2– S, SO 2 (+ O 2)
Por tanto, podemos formular la siguiente reglas para la electrólisis de soluciones acuosas de electrolitos con electrodos insolubles:
1. Los aniones de los ácidos anóxicos (Cl -, Br -, S 2–, etc.) se descargan de los aniones del electrolito en primer lugar en el ánodo.
2. Los aniones de ácidos que contienen oxígeno (SO 4 2–, NO 3 -, CO 3 2–, etc.) no se descargan en presencia de agua, sino que el agua se oxida por la reacción:
2H 2 O - 4 ē = O2 + 4H +.
3. Los metales activos ubicados en la serie de voltajes hasta Al (inclusive) en el cátodo no se reducen, en lugar de ellos se reduce el agua:
2H 2 O + 2 ē = H2 + 2OH -.
4. Los metales ubicados en la serie de voltajes después del aluminio, pero antes del hidrógeno, se reducen en el cátodo junto con las moléculas de agua:
K: 1) Zn 2+ + 2 ē = Zn
2) 2H 2 O + 2 ē = H2 + 2OH -.
5. Los metales con un valor positivo del potencial del electrodo se reducen en el cátodo en primer lugar:
Cu 2+ + 2 ē = Cu
Por ejemplo, durante la electrólisis de ácido sulfúrico (electrodos de grafito), ocurren los siguientes procesos:
en el cátodo 2H + + 2 ē = H 2,
en el ánodo 2H 2 O - 4 ē = O 2 + H +.
Ecuación resumen:
2H 2 O = 2H 2 + O 2,
aquellos. durante la electrólisis de una solución de ácido sulfúrico, se liberan hidrógeno y oxígeno debido a la descomposición de las moléculas de agua. Productos de electrólisis: hidrógeno y oxígeno.
Electrólisis de solución de sulfato de cobre:
en el cátodo Cu 2 + + 2 ē = Cu,
en el ánodo 2H 2 O - 4 ē = O 2 + 4H +
Ecuación resumen:
2Cu 2+ + 2H 2 O = 2Cu + O 2 + 4H +
2CuSO 4 + 2H 2 O = 2Cu + O 2 + 2H 2 SO 4.
Productos de electrólisis: cobre, oxígeno, ácido sulfurico.
La capacidad de descargar el anión depende de su concentración. Por tanto, los productos de la electrólisis de las soluciones concentradas y diluidas de NaCl son cloro y oxígeno, respectivamente.
La electrólisis de una solución diluida de cloruro de sodio tiene lugar sin la descarga de iones Cl - (y, en consecuencia, iones Na +), es decir, se produce la descomposición del agua. A medida que aumenta la concentración de sal en el ánodo, se libera cloro junto con oxígeno y se forma cloro en soluciones concentradas (con una mezcla de oxígeno):
en el cátodo 2H 2 O + 2 ē = H 2 + 2OH -
en el ánodo 2Сl - - 2 ē = Cl 2 .
Ecuación resumen:
2Cl - + 2H 2 O = H 2 + Cl 2 + 2OH -
2NaCl + 2H 2 O = H 2 + Cl 2 + 2NaOH.
Productos de electrólisis: hidrógeno, cloro e hidróxido de sodio.
En el caso de la liberación de cloro durante la electrólisis de soluciones de cloruro, la reacción de interacción del cloro con el agua (hidrólisis) y las transformaciones posteriores de las sustancias resultantes se superponen al proceso principal de formación de cloro. La hidrólisis del cloro procede con la formación de iones de cloruro y ácido hipocloroso débiles (ácido clorhídrico):
Cl 2 + H 2 O = H + + Cl - + HClO.
El ácido hipocloroso con álcali formado durante la electrólisis (más precisamente, Na + + OH -) produce hipoclorito de sodio NaClO como producto. En un ambiente alcalino ecuación resumen la reacción tiene la forma:
Сl 2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + Н 2 О.
A temperaturas elevadas (agua hirviendo), la hidrólisis del cloro procede con la formación de un ion clorato. Posibles ecuaciones de reacción:
3Cl 2 + 3H 2 O = ClO 3 - + 5 Cl - + 6H +,
3HClO = СlO 3 - + 2Сl - + 3Н +,
3СlО - = СlO 3 - + 2Сl -.
En un medio alcalino, la ecuación general tiene la forma
3Сl 2 + 6NaOH = NaClO 3 + 5NaCl + 3Н 2 О.
Electrólisis de diafragma. Durante la electrólisis de una solución diluida de cloruro de sodio, los iones de Na + se mueven al cátodo, pero se libera hidrógeno:
2H 2 O + 2 ē = H 2 + OH -
y se concentra la solución de hidróxido de sodio.
Los iones de cloro se mueven hacia el ánodo, pero debido a su baja concentración, no es el cloro el que se forma principalmente, sino el oxígeno:
2H 2 O - 4 ē = O 2 + 4H +
y se concentra la solución de ácido clorhídrico.
Si la electrólisis se lleva a cabo en un vaso de precipitados u otro recipiente similar, las soluciones alcalinas y ácidas se mezclan y la electrólisis se reduce a la formación de hidrógeno y oxígeno debido a la descomposición del agua. Sin embargo, si los espacios del ánodo y del cátodo están separados por una partición (diafragma) que permite el paso de los iones portadores de corriente, pero evita la mezcla de soluciones cercanas al electrodo, entonces se pueden obtener soluciones ácidas y alcalinas como productos de electrólisis.
Durante la electrólisis de la solución de cloruro de sodio, los iones de hidróxido formados en el cátodo por la reacción:
2H 2 O + 2 ē = H 2 + 2OH -
Inmediatamente comienzan a participar en la transferencia de electricidad y, junto con los iones C1, se trasladan al ánodo, donde se descargan ambos iones y se forma una mezcla de oxígeno y cloro. Por tanto, el rendimiento de cloro desciende. Si el ánodo está hecho de carbón (grafito), entonces se oxida con oxígeno y se forman óxidos de carbono CO y CO 2, que contaminan el cloro. Además, el cloro formado en el ánodo interactúa con los iones de hidróxido:
C1 2 + OH - = H + + Cl - + OCl -.
La formación de iones de hipoclorito también es un proceso indeseable (si el objetivo no es obtener una solución de hipoclorito de sodio). Todas estas consecuencias indeseables pueden evitarse mediante el uso de un diafragma que separe los espacios del cátodo y del ánodo y retenga los iones OH -, pero permita que los iones Cl - pasen. Finalmente, el diafragma evita la difusión de gases y permite la producción de hidrógeno más puro.
Si la solución contiene varios aniones, es más difícil predecir la secuencia de su descarga en el ánodo que para los cationes, pero, en general, se observa la regla de que el anión con el valor de potencial más bajo (o el valor negativo más alto de la potencial de electrodo de la reacción que tiene lugar en el ánodo).
Electrólisis de soluciones con ánodo soluble. La electrólisis con un ánodo soluble es posible cuando el metal cede electrones más fácilmente que los iones Cl -, OH - o las moléculas de agua. Por ejemplo, en un ánodo de cobre en una solución de cloruro o sulfato de cobre, no se liberan cloro ni oxígeno, pero se produce la transición a la solución de iones Cu 2+. Al mismo tiempo, los mismos iones se descargan en el cátodo y se deposita cobre metálico. Así, la electrólisis con un ánodo soluble se reduce a la transferencia de cobre del ánodo al cátodo.
La reacción en el ánodo se complica en la mayoría de los casos por numerosos procesos secundarios y, a menudo, indeseables. Por ejemplo, los iones resultantes pueden formar óxidos, hidróxidos y sus películas:
M 2+ + 2OH - = MO + H 2 O.
La evolución de oxígeno también es posible en el ánodo:
2H 2 O - 4 ē = O 2 + 4H +,
que puede participar en una amplia variedad de reacciones en el sistema electrolítico.
Con la formación de productos gaseosos, especialmente oxígeno, en la mayoría de los casos los potenciales de descomposición no se corresponden con los potenciales de los electrodos debido a los altos valores de sobretensión. ... La sobretensión es la diferencia entre la tensión de descomposición real y la EMF calculada teóricamente a partir de los potenciales de los electrodos de la reacción correspondiente.... La naturaleza de la sustancia emitida (para cloro, bromo y yodo, la sobretensión es muy insignificante) y el material del electrodo influyen especialmente en la magnitud de la sobretensión. A continuación se muestran datos sobre la sobretensión durante la evolución de hidrógeno y oxígeno en varios cátodos y ánodos.
Sobretensión del electrodo, V
Oxígeno de hidrógeno
Pt ennegrecido 0,00 0,2-0,3
Pt brillante 0,1 0,4-0,5
Fe 0,1-0,2 0,2-0,3
Ni 0,1-0,2 0,1-0,3
Cu 0,2 0,2-0,3
Pb 0,4-0,6 0,2-0,3
La sobretensión también depende de la forma de los electrodos, el estado de su superficie, la densidad de la corriente, la temperatura de la solución, la intensidad de la mezcla de la solución y otros factores.
La sobretensión del hidrógeno en el hierro es ~ 0.1 V, y el oxígeno en el mismo material es ~ 0.3 V. Por lo tanto, la sobretensión durante la electrólisis en los electrodos de hierro es 0.1 + 0.3 = 0.4 V. La suma de este valor y teóricamente calculada será la Valor mínimo de la tensión de descarga del electrolito correspondiente.
La actitud hacia la sobretensión es ambivalente. Por un lado, la sobretensión conduce a un mayor consumo de energía, por otro lado, debido a la sobretensión, muchos metales pueden depositarse a partir de soluciones acuosas, que, de acuerdo con sus potenciales de electrodo estándar, no deben depositarse. Estos son Fe, Pb, Sn, Ni, Co, Zn , Cr. Debido a la sobretensión, así como al efecto de la concentración de la solución en el potencial del electrodo, es posible el cromado electrolítico y el niquelado de productos de hierro, e incluso se puede obtener sodio a partir de una solución acuosa en un electrodo de mercurio. .
La depresión en una solución acuosa de iones Cl - y no OH - en soluciones con una alta concentración de electrolitos también se explica por la sobretensión del oxígeno. Sin embargo, esta sobretensión resulta insuficiente para la descarga de iones F - y la liberación de flúor libre.
La magnitud de la sobretensión está influenciada por muchos otros factores cinéticos: la velocidad de transferencia de partículas a los electrodos y la eliminación de productos de electrólisis, la velocidad del proceso de destrucción de la hidratación y otras capas de descarga de iones, la velocidad de conexión de los átomos. en moléculas de gas diatómico, etc.
Electrólisis de sales fundidas
Si la memoria no nos falla, entonces la última conferencia terminó con una discusión sobre un fenómeno como la electrólisis de soluciones salinas. La electrólisis es la descomposición de una sustancia bajo la influencia de una corriente eléctrica. Naturalmente, los electrolitos son principalmente susceptibles a la electrólisis, es decir, Sustancias que conducen corriente eléctrica en solución o se funden.
La electrólisis en solución tiene dos limitaciones:
Primero, sólo se exponen a él sustancias solubles, sales insolubles "estornudadas que estamos tratando de descomponerlas por la acción de una corriente eléctrica";
En segundo lugar, el sistema contiene un componente adicional: un disolvente (en nuestro caso, agua) que, como recordará, no siempre es inerte. Por ejemplo, en la electrólisis de una solución acuosa de cloruro de sodio, no es el catión de sodio el que se reduce en el cátodo, sino el agua.
Por lo tanto, hay algunas sales rebeldes que no quieren en absoluto sumergirse en la electrólisis. soluciones acuosas... Desafortunadamente, tendremos que lidiar con ellos con bastante dureza: calentarlos, fundirlos y exponerlos a una corriente eléctrica a alta temperatura.
La electrólisis de las masas fundidas no es complicada regla general: en el cátodo, el catión metálico se reduce, en el ánodo, el anión del residuo ácido. En este caso, en el caso de las sales libres de oxígeno, se forma una sustancia simple: halógenos, azufre, selenio, etc., y en el caso de las sales que contienen oxígeno, se libera oxígeno y el óxido correspondiente del elemento que se formó. se obtiene la sal.
Tema 17. Electrólisis de masas fundidas. Métodos de obtención de metales. Corrosión química y electroquímica
Nota 1: tenga en cuenta que no todas las sustancias se pueden derretir. A veces, cuando una sustancia se calienta, se descompone (o se evapora) incluso antes de derretirse, de modo que resulta imposible obtener una masa fundida.
Observación 2. Detengámonos en un punto más "sutil": en general, para llevar a cabo la electrólisis, se debe suministrar una corriente eléctrica a la sustancia, es decir, es necesario sumergir los electrodos en la solución o en la masa fundida. Por lo tanto, estamos agregando un componente extraño al sistema. Los ejemplos discutidos anteriormente deben atribuirse al caso en el que el material del electrodo es inerte. Un ejemplo de tales electrodos es el carbono o el grafito, es decir, que consiste en modificación alotrópica carbono - grafito. En el sentido estricto de la palabra, el grafito no es absolutamente inerte: si se libera oxígeno en el ánodo de grafito, se produce la oxidación (e incluso el quemado) del electrodo con la formación de dióxido de carbono.
Hay ejemplos de ánodos solubles, por ejemplo, un ánodo de cobre - en este caso, durante la electrólisis, el ánodo se oxidará y disolverá - ver por ejemplo célula galvánica Daniel-Jacobi de la última conferencia con ánodo de zinc soluble.
Ejemplo 1. Electrólisis de fusión de óxido de aluminio ... Debido al hecho de que el óxido de aluminio es un compuesto muy refractario, la electrólisis de una fusión de óxido de aluminio en criolita - hexafluoroaluminato de sodio Na 3 AlF 6 ... Por tanto, es posible reducir la temperatura necesaria para la electrólisis.
Comentario. Cuando se mezclan 2 sólidos, a menudo se observa una depresión (disminución) en el punto de fusión, es decir, E. una mezcla de dos sólidos funde menos que cada una de las sustancias por separado.
Al2 O3 (fundido) 2Al3 + + 3O2- es uno de los pocos ejemplos en los que realmente existe un anión óxido
Tema 17. Electrólisis de masas fundidas. Métodos de obtención de metales. Corrosión química y electroquímica
Cátodo (-): Al3 + + 3e - Al0. Ánodo (+): 2 O2- - 4e - O2 0.
Ecuación general de electrólisis: 2Al2 O3 (fundido) 4 Al0 + 3 O2 0.
Ejemplo 2. Electrólisis de fusión de sulfato de hierro (III)
Fe2 (SO4) 3 (fundido) 2Fe3 + + 3SO4 2- Cátodo (-): Fe3 + + 3e - Fe0.
Ánodo (+): 2 SO4 2- - 4e - 2 SO3 + O2 0.
Ecuación general de electrólisis: Fe2 (SO4) 3 (fundido) Fe0 + 2 SO3 + O2 0.
Ejemplo 3. Electrólisis de cloruro de cobre (II) fundido
CuCl2 (fundido) Cu2 + + 2 Cl- Cátodo (-): Cu2 + + 2e - Cu0. Ánodo (+): 2 Cl- - 2e - Cl2 0.
Ecuación general de electrólisis: CuCl2 (fundido) Cu0 + Cl2 0.
Cálculos por ecuaciones de reacción
La electrólisis es un proceso químico y se puede expresar mediante ecuaciones de reacciones químicas. Por lo tanto, no se sorprenda si se encuentra con tareas que impliquen cálculos.
Tarea . Durante la electrólisis de una solución de cloruro de cobre (II), se liberó un gas con un volumen de 11,2 litros en uno de los electrodos (¿cuál?). ¿Qué producto y en qué cantidad (en gramos) se liberó en el otro electrodo?
Solución. Escribamos la ecuación de electrólisis para una solución de cloruro de cobre (II). CuCl2 Cu2 + + 2Cl-
Cátodo (-): Cu2 +, H2 O | Cu2 + + 2e - = Cu0. |
Ánodo (+): Cl-, H2 O | 2Cl- - 2e - = Cl2 0. |
Tema 17. Electrólisis de masas fundidas. Métodos de obtención de metales. Corrosión química y electroquímica
CuCl2 Cu + Cl2
Por tanto, el gas liberado en el ánodo es cloro. Su cantidad se calcula como la relación de volumen a volumen molar, obtenemos ½ mol. De acuerdo con la ecuación de electrólisis de cobre en el cátodo, se formó la misma cantidad, es decir ½ mol. La masa molar del cobre es 63,55 g / mol, es decir, la masa de cobre es de aproximadamente 31,8 g.
Corrosión de metales
Destruye todo a su alrededor: flores, animales, una casa alta, mastica hierro, devora acero y borra las rocas hasta convertirlas en polvo. El poder de las ciudades, el poder de los reyes de su poder es más débil
J.R.R. Tolkien. El Hobbit, o de ida y vuelta
Los metales tienen una gran dureza y resistencia. Sin embargo, también tienen un enemigo terrible. Su nombre es corrosión. La corrosión es el proceso de destrucción de metales bajo la influencia de factores ambientales. Dependiendo de la naturaleza, se hace una distinción entre corrosión química y electroquímica.
Corrosión química- destrucción de metal bajo la acción sustancias químicas, no acompañado por la ocurrencia de una corriente eléctrica. Un ejemplo de tal corrosión es la disolución de un metal por acción de ácidos. La mejor ilustración es la película de ciencia ficción Alien de Steven Spielberg, en la que los astronautas se encuentran con una forma de vida extraterrestre cuyo tejido líquido es un ácido fuerte que puede destruir la piel de una nave interplanetaria.
Corrosión electroquímica- Esta es la destrucción del metal, en la que surge una corriente eléctrica en el sistema.
Detengámonos en ello con más detalle. Por ejemplo, tomemos un trozo de hierro que ha sido golpeado por una gota de agua. Como sabe, el oxígeno se disuelve en pequeñas cantidades en agua. El sistema resultante simula una celda galvánica clásica en la que los electrodos (cátodo y ánodo) están hechos de
Tema 17. Electrólisis de masas fundidas. Métodos de obtención de metales. Corrosión química y electroquímica
hierro y conectado por un conductor de metal de hierro, con un electrodo sumergido en una solución (una gota de agua).
Uno de los electrodos es hierro Fe2 + + 2e - = Fe0, el potencial de electrodo estándar del electrodo de hierro es E0 Fe 2+ / Fe 0 = - 0,44 V.
Otro electrodo es un electrodo de hierro, en el que tiene lugar la reacción de reducción de oxígeno:
O2 + 2 H2 O + 4e - = 4 OH-, E0 O2 / 2OH - = + 0.401 V o O2 + 4 H + + 4e - = 2 H2 O, E0 O2 / H2O = + 1.229 V
Como podemos ver, el potencial del segundo electrodo depende en gran medida del pH de la solución, sin embargo, incluso en un medio neutro, es suficiente para
para oxidar el hierro, es decir las condiciones reinantes son suficientes para el funcionamiento de la celda galvánica.
Ecuación de proceso:
2 Fe0 + O2 + 2 H2 O = 2 Fe (OH) 2 o 2 Fe0 + O2 + 4 H + = 2 Fe3 + + 2 H2 O.
Por lo tanto, en algún punto de nuestra pieza de metal, el hierro se disuelve (ánodo soluble) y se forma hidróxido de hierro (II) en la superficie del cátodo. Este último, a su vez, reacciona con el aire húmedo, dando como resultado la aparición de una capa marrón, marrón o naranja, que conocemos como herrumbre.
4 Fe (OH) 2 + O2 + 2 H2 O = 4 Fe (OH) 3
Observación. En términos generales, el óxido es una mezcla de óxidos e hidróxidos de hierro en grados variables oxidación,
principalmente Fe3 O4 (FeO Fe2 O3), Fe2 O3, Fe (OH) 3.
Entonces, el agua y el oxígeno brindaron la posibilidad de la existencia de vida en el planeta Tierra, pero estas mismas sustancias son terribles enemigos del hierro y otros metales. Además, los procesos de corrosión son muy sensibles a la temperatura. el entorno: en el norte océano Ártico decenas de años más tarde encuentran los cascos de los buques de guerra,
Tema 17. Electrólisis de masas fundidas. Métodos de obtención de metales. Corrosión química y electroquímica
hundido en los siglos XVI-XX, mientras que bajo el sol ardiente en las selvas húmedas del Amazonas, la vida útil de los vehículos se reduce a varios meses.
Por lo tanto, la corrosión es un proceso muy desagradable y puede complicar y arruinar en gran medida nuestra vida contigo. Cuando algo nos amenaza, nos defendemos.
La forma más fácil de proteger es pintar, de modo que una capa de pintura proteja el metal de la humedad. Hay bastantes ejemplos de tales recubrimientos: pinturas al óleo, barnices, mina roja, esmalte. Sin embargo, esta coloración no siempre es posible.
Protección catódica. Pero, ¿qué pasa si aplicamos una capa de un metal menos activo, por ejemplo, estaño, sobre la superficie del hierro? Este proceso se llama estañado. En este caso, el hierro, que es sensible al oxígeno del aire, quedará oculto bajo una capa de estaño bastante inerte. Desafortunadamente, esta protección solo es efectiva mientras la capa protectora esté intacta. Si es posible dañarlo (química o mecánicamente), entonces el oxígeno y la humedad obtienen acceso al hierro, y el estaño de un aliado resulta ser una plaga: aparece un par de hierro-estaño galvánico, es decir. Aparece un nuevo electrodo de estaño en el sistema, que acelera la corrosión del hierro:
Un ejemplo de protección catódica son las latas de carne o verduras enlatadas. Recuerde: la protección contra la corrosión es eficaz siempre que la capa protectora esté intacta. Es por eso que está prohibido vender latas deformadas (arrugadas, cóncavas, hinchadas, etc.) de alimentos enlatados; no hay garantía de que la capa protectora esté intacta, por lo tanto, los alimentos enlatados pueden ser peligrosos para la salud.
Por otro lado, si por circunstancias de fuerza irresistible no puede llevarse las latas de comida enlatada del lugar del picnic, debe quemarlas en el fuego para romper la capa protectora. Quemado
Tema 17. Electrólisis de masas fundidas. Métodos de obtención de metales. Corrosión química y electroquímica
las latas colapsarán más rápido, ya que no están protegidas de la humedad y el aire.
La protección anódica, por otro lado, implica el contacto del hierro con un metal más activo. Un ejemplo de protección anódica es el orgullo de la industria automotriz nacional: el automóvil IZH: "¡La carrocería está galvanizada!" El hierro galvanizado es una aleación con zinc agregado. En contacto con el oxígeno y el agua, el golpe principal lo toman más metal activo- zinc, mientras que el hierro permanece inerte. En consecuencia, la corrosión comenzará solo cuando se agoten las reservas de protección. El hierro galvanizado se utiliza para la fabricación de cangilones, carrocerías y techos.
Llegados a este punto, si no tienes dudas, nos despedimos del curso. química General y abre un nuevo capítulo ciencia quimica y curso escolar química llamada No química Orgánica .
Química Inorgánica. Rieles.
En el curso de la química inorgánica, nuestra tarea es familiarizarnos con las propiedades químicas de los elementos y sus compuestos y los métodos de su preparación.
Dado que la mayor parte de la tabla periódica son metales, comenzaremos con ellos.
1. Posición en Tabla periódica... Como saben, los metales incluyen elementos de los subgrupos principales por debajo de la diagonal de borastat, así como elementos de subgrupos secundarios.(elementos d), lantánidos y actínidos(elementos f). Una característica bastante típica de los metales es la presencia de una pequeña cantidad de electrones en la energía externa.
Tema 17. Electrólisis de masas fundidas. Métodos de obtención de metales. Corrosión química y electroquímica
nivel. En consecuencia, los metales tenderán a donar estos electrones.
v reacciones químicas, es decir. por definición para ser reductores.
2. Propiedades físicas de los metales También estás más o menos familiarizado.
Los metales, con algunas excepciones, son sólidos grises bastante fuertes, a veces con brillo. Los puntos de fusión varían en un rango muy amplio desde -39o C (mercurio) a> + 3000o C (tungsteno), entre los metales hay blandos (litio, sodio, oro) que se pueden cortar con tijeras o cuchillo y muy duros (niobio , tantalio, tungsteno). Propiedades generales los metales se deben a su estructura, que se basa en un metal celda de cristal, que está formado por capas de átomos y cationes metálicos, entre los cuales hay electrones relativamente libres (gas de electrones). Debido a esta estructura, los metales tienen una alta conductividad térmica y eléctrica. Para muchos metales, la maleabilidad es característica: la capacidad de adquirir una determinada forma durante la deformación mecánica sin destrucción.
3. Métodos de obtención de metales.
3.1. La forma más común y relativamente simple de obtener metales puros es la electrólisis de soluciones acuosas de sus sales. Este método no es adecuado para la producción de metales activos y se limita a la producción de metales de actividad media y metales de baja actividad.
Consulte la lección 16 para ver ejemplos.
3.2. Electrólisis de sales y óxidos fundidos. Este método es bastante universal, pero requiere un importante consumo de energía y combustible, por lo que es aplicable para obtener solo algunos metales específicos, por ejemplo, aluminio por electrólisis de óxido de aluminio fundido en criolita. Por el contrario, no tiene sentido obtener metales de baja actividad de esta manera, ya que se pueden obtener con bastante facilidad mediante el método 3.1. electrólisis de soluciones acuosas de sales.
Tema 17. Electrólisis de masas fundidas. Métodos de obtención de metales. Corrosión química y electroquímica
Ejemplos: ver arriba, lección 17.
3.3. Debido a la diferente disposición de los metales en serie electroquímica estrés de los metales, los metales menos activos pueden aislarse de las soluciones salinas mediante la acción de metales más activos.
V los metales de actividad media (zinc, hierro) se utilizan como metales más activos, pero no los más activos (sodio, potasio), ya que estos últimos son demasiado activos y reaccionan principalmente con agua, y no con una sal metálica.
Se obtiene cobre bastante puro mediante la acción del polvo de zinc sobre una solución de sulfato de cobre; en este caso, se forma un precipitado esponjoso finamente disperso de cobre metálico de color rojo, que se purifica a partir del zinc sin reaccionar mediante tratamiento con ácido clorhídrico diluido.
CuSO4 + Zn = ZnSO4 + Cu. (Cu, Zn) + 2 HCl = ZnCl2 + H2 + Cu
3.4. La reducción de metales de sus óxidos es muy típica. La reacción más famosa es la aluminotermia, cuando se actúa sobre un óxido metálico con aluminio a alta temperatura. Por ejemplo, una mezcla de aluminio con óxido de hierro (III) se llama "termita". La ignición de esta mezcla desencadena una reacción, que luego ocurre de forma independiente y se acompaña de la liberación de una gran cantidad de calor, que ha encontrado aplicación en explosivos y ciencia militar, por ejemplo, para quemar a través de armaduras.
Fe2 O3 + 2 Al = Al2 O3 + 2 Fe (requiere fuerte calentamiento)
3.5. La fundición de hierro es un proceso industrial importante. Para ello, el mineral de hierro, que suele estar constituido principalmente por óxido de hierro (III), se expone a la acción del carbón (carbono) a alta temperatura.
Tema 17. Electrólisis de masas fundidas. Métodos de obtención de metales. Corrosión química y electroquímica
Fe2 O3 + 3 C = 2 Fe + 3 CO (temperatura alta) CuO + C = Cu + CO (temperatura alta)
Como muestran las imágenes, este método(trozos de mineral, por ejemplo CuO o CuS, se arrojaban al fuego, y luego, después de enfriarse, se recolectaban lingotes de metal) fue descubierto por los persas en el III milenio antes de Cristo, quienes lo utilizaron para fundir cobre. Para dominar la fundición de hierro, se necesitaron otros mil años, ya que la fundición de hierro requería equipos más avanzados: se inventaron fuelles de forja para bombear aire (oxígeno) a la región de reacción y mantener más fiebre alta necesario para restaurar el hierro. Actualmente, el arrabio se funde en enormes altos hornos.
El monóxido de carbono (II) también es un agente reductor, sin embargo, se acepta que el principal agente reductor es el carbono, hay más Fe2 O3 + CO = Fe + CO2 (alta temperatura)
CuO + CO = Cu + CO2 (alta temperatura)
Este método no es adecuado para el aislamiento de metales activos a partir de óxidos, ya que estos últimos son capaces de reaccionar con el carbono para formar carburos:
2 Al2 O3 + 9 C = 6 CO + = 6 CO + Al4 C3 - carburo de aluminio CaO + 3 C = CO + = CO + CaC2 - carburo de calcio
MgO + C = CO + = CO + MgC2 + Mg4 C3 - carburos de magnesio
3.6. Es posible restaurar metales a partir de óxidos calentando en una corriente de hidrógeno; sin embargo, este método tiene una aplicación limitada, ya que se requiere gas hidrógeno (al entrar en contacto con
se forma una mezcla explosiva con oxígeno - ¡peligro de explosión!), calentamiento, el método es adecuado para algunos metales de actividad media y metales de baja actividad.
Opción 1
1. Escriba las ecuaciones de reacción: a) obtención de zinc a partir de óxido de zinc por reducción con carbón; b) obtener cobalto a partir de óxido de cobalto (II) por reducción con hidrógeno; c) obtener titanio a partir de cloruro de titanio (IV) magnesio por método térmico. Desmontar la reacción como redox: indicar los estados de oxidación de los átomos y ordenar los coeficientes, determinándolos por el método del balance electrónico.
2. Realice los diagramas y ecuaciones de las reacciones que ocurren durante la electrólisis: a) fusión de cloruro de potasio; b) solución de bromuro de zinc; c) solución de sulfato de hierro (II). 
3. ¿Cuál es la esencia de la corrosión del metal? ¿Qué tipos de corrosión conoce?
La corrosión es la destrucción espontánea de metales y aleaciones como resultado de la interacción química, electroquímica o fisicoquímica con el medio ambiente.
4. Hay un remache de cobre en la cubierta de acero. ¿Qué colapsa primero, la tapa o el remache? ¿Por qué?
Una cubierta de acero, ya que incluye hierro y hierro, es un metal más reactivo que el cobre y se corroe más rápidamente. Además, el hierro y el cobre forman un par galvánico, donde el hierro es el ánodo, y más bien se destruye en cobre, el cátodo permanece intacto.
opcion 2
1. Escriba las ecuaciones de reacción: a) obtención de hierro a partir de óxido de hierro (III) por el método aluminotérmico; b) obtención de cobre a partir de óxido de cobre (II) por reducción con carbón; c) obtener tungsteno a partir de su óxido superior por reducción con hidrógeno. Desmontar la reacción como redox: indicar los estados de oxidación de los átomos y ordenar los coeficientes, determinándolos por el método del balance electrónico. 
2. Realice los diagramas y ecuaciones de las reacciones que ocurren durante la electrólisis: a) una solución de bromuro de cobre (II); b) solución de yoduro de sodio; c) una solución de nitrato de plomo (II). 
3. ¿Qué factores conducen a una mayor corrosión de los metales?
4. ¿Por qué colapsa rápidamente un tanque de hierro estañado (estañado) en el lugar de una capa protectora dañada?
Además, el hierro y el estaño forman una celda galvánica, donde el hierro es el ánodo, y más bien se destruye, y el estaño es el cátodo, permanece intacto.
Opcion 3
1. Escriba las ecuaciones de reacción: a) obtención de cobre a partir de óxido de cobre (II) por reducción con hidrógeno; b) obtención de hierro a partir de óxido de hierro (III) por reducción con monóxido de carbono (II); c) obtención de vanadio a partir de óxido de vanadio (V) por el método térmico. Desmontar la reacción como redox: indicar los estados de oxidación de los átomos y ordenar los coeficientes, determinándolos por el método del balance electrónico. 
2. Realice los diagramas y ecuaciones de las reacciones que ocurren durante la electrólisis: a) fusión de cloruro de calcio; b) solución de bromuro de potasio; c) solución de sulfato de zinc. 
3. ¿Qué factores contribuyen a frenar la corrosión de los metales?
-Neutralización o desoxigenación de ambientes corrosivos, así como el uso de diversos tipos de inhibidores de corrosión;
- Eliminación de impurezas de metales o aleaciones que aceleran el proceso de corrosión (eliminación de hierro de aleaciones de magnesio o aluminio, azufre de aleaciones de hierro).
-Exclusión de contactos metálicos desfavorables o su aislamiento, eliminación de grietas y huecos en la estructura, eliminación de zonas de estancamiento de humedad.
4. Qué metales se destruyen más rápidamente por contacto mutuo en presencia de un electrolito: a) cobre y zinc; b) aluminio y hierro? ¿Por qué?
El metal más activo de este par se destruirá más rápido.
a) el zinc es un metal más activo que el cobre;
b) el aluminio es un metal más activo que el hierro.
Opción 4
1. Escriba las ecuaciones de reacción: a) obtención de molibdeno a partir de su óxido superior por reducción con hidrógeno; b) obtención de cromo a partir de óxido de cromo (III) por el método aluminotérmico; c) obtención de níquel a partir de óxido de níquel (II) por reducción con carbón. Desmontar la reacción como redox: indicar los estados de oxidación de los átomos y ordenar los coeficientes, determinándolos por el método del balance electrónico. 
2. Realice los diagramas y ecuaciones de las reacciones que ocurren durante la electrólisis: a) solución de cloruro de cobre (II); b) solución de yoduro de sodio; c) una solución de nitrato de níquel (II). 
3. Enumere las formas de combatir la corrosión del metal. 
4. ¿Por qué se destruye el zinc en un tanque galvanizado en lugar de un rayón, pero el hierro no se oxida?
El zinc es un metal más activo que el hierro. Además, el hierro y el zinc forman una celda galvánica, donde el zinc es el ánodo y se destruye más bien, y el hierro, el cátodo, permanece intacto.
Debido a la aparición de cierto gas, provoca una tos ardiente instantánea. Este artículo es la identificación de este gas. El artículo está repleto de fórmulas; el número de fórmulas se debe a la no trivialidad tanto del proceso de electrólisis en sí como del óxido en sí. Químicos y químicos, ayuden a que el artículo se adapte plenamente a la realidad; es su deber cuidar de los hermanos "menores" en caso de peligro químico.
Sea hierro Fe 0:
- si no hubiera agua en la Tierra, el oxígeno habría entrado volando - y habría formado un óxido: 2Fe + O 2 = 2FeO (negro). El óxido se oxida más: 4FeO + O 2 = 2Fe 2 O 3 (marrón rojizo). FeO 2 no existe, esta es la invención de los escolares; pero el Fe 3 O 4 (negro) es bastante real, pero artificial: suministro de vapor sobrecalentado a la plancha o reducción de Fe 2 O 3 con hidrógeno a una temperatura de unos 600 grados;
- pero hay agua en la Tierra - como resultado, tanto el hierro como los óxidos de hierro tienden a convertirse en la base Fe (OH) 2 (¿blanca?! 2Fe (OH) 2, 2FeO + H 2 O = 2Fe (OH) 2;
- aún peor: hay electricidad en la Tierra - todas las sustancias nombradas tienden a convertirse en la base Fe (OH) 3 (marrón) debido a la presencia de humedad y diferencia de potencial (par galvánico). 8Fe (OH) 2 + 4H 2 O + 2O 2 = 8Fe (OH) 3, Fe 2 O 3 + 3H 2 O = 2Fe (OH) 3 (lento). Es decir, si la plancha se almacena en un apartamento seco, se oxida lentamente, pero se mantiene; aumente la humedad o mojela, empeorará y se pegará al suelo, será muy mala.
Preparar una solución para la electrólisis también es un proceso interesante:
- en primer lugar, se lleva a cabo el análisis de las sustancias disponibles para la preparación de soluciones. ¿Por qué carbonato de sodio y agua? La carbonato de sodio Na 2 CO 3 contiene el metal Na, que está muy a la izquierda del hidrógeno en varios potenciales eléctricos, lo que significa que durante la electrólisis, el metal no se reducirá en el cátodo (en solución, pero no en la masa fundida). ), y el agua se descompondrá en hidrógeno y oxígeno (en solución). Solo hay 3 variantes de la reacción en solución: los metales muy a la izquierda del hidrógeno no se reducen, ligeramente a la izquierda del hidrógeno se reducen con la liberación de H 2 y O 2, a la derecha del hidrógeno; simplemente se reducen a el cátodo. Aquí está, el proceso de recubrimiento de cobre de la superficie de las piezas en una solución de CuSo 4, recubrimiento de zinc en ZnCl 2, recubrimiento de níquel en NiSO 4 + NiCl 2, etc.;
- Diluir carbonato de sodio en agua es en calma, sin prisas y sin respirar. No rompa el paquete con las manos, córtelo con unas tijeras. Luego hay que poner las tijeras en agua. Cualquiera de los cuatro tipos de soda (bicarbonato de sodio, carbonato de sodio, lavado, soda cáustica) recoge la humedad del aire; su vida útil está determinada esencialmente por el tiempo en que acumula humedad y aglutinaciones. Es decir, en un frasco de vidrio, la vida útil es la eternidad. Además, cualquier refresco genera una solución de hidróxido de sodio cuando se mezcla con agua y electrólisis, difiriendo solo en la concentración de NaOH;
- El carbonato de sodio se mezcla con agua, la solución se vuelve azulada. Parecería que se ha producido una reacción química, pero no: como en el caso de la sal de mesa y el agua, la solución no tiene una reacción química, sino sólo física: la disolución de un sólido en un disolvente líquido (agua ). Puede beber esta solución y sufrir una intoxicación leve a moderada, nada fatal. O evaporar y recuperar la ceniza de sosa.
La elección del ánodo y el cátodo es toda una empresa:
- es recomendable elegir el ánodo con un material inerte sólido (para que no se colapse, incluso del oxígeno, y no participe en reacciones químicas) - por eso el acero inoxidable actúa como tal (leo herejía en Internet, Casi me enveneno);
- el cátodo es hierro puro, de lo contrario el óxido actuará como una resistencia excesivamente alta del circuito eléctrico. Para colocar la plancha a limpiar completamente en la solución, es necesario soldarla o atornillarla a otra plancha. En caso contrario, el propio metal del soporte de hierro participará en la solución como material inerte y como sección de la cadena con menor resistencia (conexión paralela de metales);
- aún no especificado, pero debe haber una dependencia de la corriente que fluye y la tasa de electrólisis en el área de la superficie del ánodo y el cátodo. Es decir, un perno de acero inoxidable M5x30 puede no ser suficiente para eliminar rápidamente el óxido de la puerta de un automóvil (para aprovechar todo el potencial de la electrólisis).
Tomemos como ejemplo un ánodo inerte y un cátodo: considerando únicamente la electrólisis de una solución azul. Tan pronto como se aplica voltaje, la solución comienza a transformarse en la última: Na 2 CO 3 + 4H 2 O = 2NaOH + H 2 CO 3 + 2H 2 + O 2. NaOH - hidróxido de sodio - álcali loco, soda cáustica, Freddy Krueger en una pesadilla: el más mínimo contacto de esta sustancia seca con superficies húmedas (piel, pulmones, ojos, etc.) provoca un dolor infernal y rápido irreversible (pero recuperable con un grado leve de quemaduras) daños. Afortunadamente, el hidróxido de sodio se disuelve en ácido carbónico H 2 CO 3 y agua; cuando el agua finalmente se evapora con hidrógeno en el cátodo y oxígeno en el ánodo, se forma la concentración máxima de NaOH en ácido carbónico. Es categóricamente imposible beber u oler esta solución, tampoco puedes meter los dedos (cuanto más larga es la electrólisis, más se quema). Puede limpiar las tuberías con él, mientras comprende su alta actividad química: si las tuberías son de plástico, puede mantenerlo durante 2 horas, pero si es de metal (conectado a tierra, por cierto), comenzará a comerse las tuberías: Fe + 2NaOH + 2H 2 O = Na 2 + H 2, Fe + H 2 CO 3 = FeCO 3 + H 2.
Este es el primero de posibles razones"gas" sofocante, proceso fisicoquímico: saturación del aire con una solución de hidróxido de sodio concentrado en ácido carbónico (burbujas hirvientes de oxígeno e hidrógeno como portadores). En libros del siglo XIX ácido carbónico va como sustancia venenosa (en grandes cantidades). Es por eso que los conductores que instalan una batería en un automóvil se dañan con ácido sulfúrico (de hecho, la misma electrólisis): en el proceso de sobrecorriente a una batería muy descargada (el automóvil no tiene limitación de corriente), el electrolito hierve brevemente, sulfúrico el ácido sale junto con el oxígeno y el hidrógeno al salón. Si la habitación está completamente sellada, debido a la mezcla de oxígeno e hidrógeno (gas detonante), puede obtener buenas tías con la destrucción de la habitación. El video muestra broads en miniatura: el agua bajo la influencia del cobre fundido se descompone en hidrógeno y oxígeno, y el metal está a más de 1100 grados (puedo imaginar cómo se quema una habitación completamente llena) ... Sobre los síntomas de la inhalación de NaOH: sensación de ardor acre , dolor de garganta, tos, dificultad para respirar, dificultad para respirar; los síntomas pueden retrasarse. Se siente lo suficientemente bien.
... al mismo tiempo, Vladimir Vernadsky escribe que la vida en la Tierra es imposible sin ácido carbónico disuelto en agua.
Reemplazamos el cátodo con una pieza de hierro oxidada. Comienza toda una serie de reacciones químicas divertidas (¡y aquí está, borscht!):
- la herrumbre Fe (OH) 3 y Fe (OH) 2, como bases, comienzan a reaccionar con el ácido carbónico (liberado en el cátodo), obteniendo siderita (rojo-marrón): 2Fe (OH) 3 + 3H 2 CO 3 = 6H 2 O + Fe 2 (CO3) 3, Fe (OH) 2 + H 2 CO 3 = FeCO 3 + 2 (H 2 O). Los óxidos de hierro no participan en la reacción con el ácido carbónico, porque no hay calor fuerte y el ácido es débil. Además, la electrólisis no reduce el hierro en el cátodo, porque estas bases no son una solución y el ánodo no es de hierro;
- la sosa cáustica, como base, no reacciona con las bases. Condiciones necesarias para Fe (OH) 2 (hidróxido anfótero): NaOH> 50% + ebullición en atmósfera de nitrógeno (Fe (OH) 2 + 2NaOH = Na2). Condiciones necesarias para el Fe (OH) 3 (hidróxido anfótero): fusión (Fe (OH) 3 + NaOH = NaFeO 2 + 2H 2 O). Condiciones necesarias para FeO: 400-500 grados (FeO + 4NaOH = 2H 2 O + Na 4 FeO 3). ¿O quizás hay una reacción con FeO? FeO + 4NaOH = Na 4 FeO 3 + 2H 2 O - pero solo a una temperatura de 400-500 grados. De acuerdo, tal vez el hidróxido de sodio elimina parte del hierro y el óxido simplemente se cae. Pero aquí también, un fastidio: Fe + 2NaOH + 2H 2 O = Na 2 + H 2 - pero cuando hierve en una atmósfera de nitrógeno. ¿Por qué una solución de sosa cáustica sin electrólisis elimina el óxido? Pero no lo elimina de ninguna manera (solo vertí una solución transparente de sosa cáustica de "Auchan"). Elimina la grasa, y en mi caso, con un trozo de matiz, disolvió la pintura y la imprimación (la imprimación es resistente al NaOH en sus características de desempeño) - que dejó al descubierto una superficie de hierro limpia, el óxido simplemente desapareció. Conclusión: la carbonato de sodio sólo se necesita para obtener ácido por electrólisis, que limpia el metal, eliminando el óxido a un ritmo acelerado; el hidróxido de sodio parece estar fuera de servicio (pero reaccionará con los escombros en el cátodo y lo limpiará).
Acerca de las sustancias de terceros después de la electrólisis:
- la solución cambió de color, se volvió "sucia": con las bases reaccionadas Fe (OH) 3, Fe (OH) 2;
- flor negra en la glándula. Primer pensamiento: carburo de hierro Fe 3 C (tri-carburo de hierro, cementita), insoluble en ácidos y oxígeno. Pero las condiciones no son las mismas: para obtenerlo, es necesario aplicar una temperatura de 2000 grados; y en las reacciones químicas no hay carbono libre que se adhiera al hierro. Segundo pensamiento: uno de los hidruros de hierro (saturación de hierro con hidrógeno), pero esto tampoco es cierto: las condiciones para obtenerlo no son las mismas. Y luego vino: óxido de hierro FeO, el óxido básico no reacciona ni con ácido ni con sosa cáustica; y también Fe 2 O 3. Y los hidróxidos anfóteros están ubicados en capas por encima de los óxidos básicos, protegiendo al metal de una mayor penetración de oxígeno (no se disuelven en agua, impiden el acceso de agua y aire al FeO). Puede poner las partes limpias en ácido cítrico: Fe 2 O 3 + C 6 H 8 O 7 = 2FeO + 6CO + 2H 2 O + 2H 2 (atención especial a la emisión de monóxido de carbono y al hecho de que el ácido y el metal se alimentan de contacto) - y el FeO se elimina con un cepillo normal. Y si el óxido superior se calienta en monóxido de carbono y al mismo tiempo no se quema, reducirá el hierro: Fe 2 O 3 + 3CO = 2Fe + 3CO 2;
- escamas blancas en solución: algunas sales insolubles durante la electrólisis ni en agua ni en ácido;
- otras sustancias: el hierro está inicialmente "sucio", el agua no se destila originalmente, disolución del ánodo.
La segunda de las posibles causas del "gas" sofocante es el proceso fisicoquímico: el hierro, por regla general, no está limpio, con galvanizado, imprimación y otras sustancias de terceros; y agua - con minerales, sulfatos, etc. Su reacción durante la electrólisis es impredecible; cualquier cosa puede liberarse al aire. Sin embargo, mi pieza era tan pequeña (0.5x100x5) y agua del grifo (ligeramente mineralizada), esta razón es poco probable. Además, la idea de tener asunto extranjero en la propia ceniza de sosa: solo está indicado en el paquete.
La tercera posible causa de gas asfixiante es un proceso químico. Si el cátodo se reduce, entonces el ánodo debe ser destruido por oxidación, si no inerte. El acero inoxidable contiene aproximadamente un 18% de cromo. Y este cromo, cuando se destruye, ingresa al aire en forma de cromo hexavalente o su óxido (CrO 3, anhídrido crómico, rojizo, en lo sucesivo denominado así), un veneno fuerte y carcinógeno con catálisis retardada de cáncer de pulmón. La dosis letal es de 0,08 g / kg. Enciende la gasolina cuando temperatura ambiente... Sobresale al soldar acero inoxidable. El horror es que tiene los mismos síntomas que el hidróxido de sodio si se inhala; y el hidróxido de sodio ya parece un animal inofensivo. A juzgar por la descripción de casos de al menos asma bronquial, debe trabajar como techador durante 9 años, respirando este veneno; sin embargo, se describe un claro efecto retardado, es decir, puede dispararse tanto a los 5 como a los 15 años después de una sola intoxicación.
Cómo verificar si el cromo se liberó del acero inoxidable (donde - la pregunta permanece). El perno después de la reacción se ha vuelto más brillante, en comparación con el mismo perno del mismo lote, una mala señal. Al final resultó que, el acero inoxidable es tan largo como hay óxido de cromo en forma de capa protectora. Si el óxido de cromo fue destruido por oxidación durante la electrólisis, significa que dicho perno se oxidará más intensamente (el hierro libre reaccionará y luego el cromo en el acero inoxidable intacto se oxidará a CrO). Por lo tanto, creó todas las condiciones para oxidar dos pernos: agua salada y una temperatura de la solución de 60 a 80 grados. Acero inoxidable grado A2 12X18H9 (X18H9): contiene 17-19% de cromo (y en las aleaciones de hierro-níquel inoxidable hay aún más cromo, hasta ~ 35%). Uno de los pernos se oxidó en varios lugares, ¡todos los lugares están en la zona de contacto del acero inoxidable con la solución! La más pelirroja está a lo largo de la línea de contacto con la solución.
Y mi felicidad fue que la intensidad de la corriente era de solo 0,15 A durante la electrólisis, la cocina estaba cerrada y la ventana abierta. Estaba claramente grabado en mi mente: excluir el acero inoxidable de la electrólisis o hacerlo en un espacio abierto y a distancia (no hay acero inoxidable sin cromo, este es su elemento de aleación). Porque el acero inoxidable NO es un ánodo inerte durante la electrólisis: se disuelve y libera óxido de cromo venenoso; Químicos de sofá, ¡mátense contra la pared antes de que alguien muera por sus consejos! Quedaba pendiente la cuestión de en qué forma, cuánto y dónde; pero teniendo en cuenta la liberación de oxígeno puro en el ánodo, el CrO ya se oxida con precisión al óxido intermedio Cr 3 O 2 (también venenoso, MPC 0.01 mg / m 3), y luego al óxido superior CrO 3: 2Cr 2 O 3 + 3O 2 = 4CrO 3. Esto último sigue siendo una suposición (el medio alcalino necesario está presente, pero si se necesita un calentamiento fuerte para esta reacción), pero es mejor ir a lo seguro. Incluso los análisis de sangre y orina para el cromo son difíciles de hacer (están ausentes en los precios, ni siquiera en el análisis de sangre general extendido).
El electrodo inerte es grafito. Es necesario entrar en la estación de trolebuses, retirar de los cepillos desechados. Porque incluso en aliexpress por 250 rublos por pin. Y es el más barato de los electrodos inertes.
Y aquí hay otro 1 ejemplo real cuando la electrónica del sofá provocó pérdidas materiales. Y con el conocimiento adecuado, de verdad. Como en este artículo. ¿Beneficiarse de los conversadores en el sofá? - improbable, causan estragos; y tienes que limpiar después de ellos.
Me inclino por la primera razón del sofocante "gas": la evaporación de la solución de hidróxido de sodio en ácido carbónico en el aire. Porque con los óxidos de cromo, son precisamente máscaras de gas de manguera con un suministro de aire mecánico lo que se usa: me asfixiaría en mi patético RPG-67, pero era notablemente más fácil respirarlo en el mismo epicentro.
¿Cómo comprobar la presencia de óxido de cromo en el aire? Inicie el proceso de descomposición del agua en una solución pura de carbonato de sodio en un ánodo de grafito (sáquelo de un lápiz, pero no todos los lápices contienen una varilla de grafito puro) y un cátodo de hierro. Y arriesgarse a respirar el aire en la cocina de nuevo en 2,5 horas. ¿Es lógico? Casi: los síntomas de la sosa cáustica y el óxido de cromo hexavalente son idénticos; la presencia de sosa cáustica en el aire no probará la ausencia de vapores de cromo hexavalente. Sin embargo, la ausencia de olor sin acero inoxidable mostrará claramente el resultado de la presencia de cromo hexavalente. Comprobado, había un olor - una frase con esperanza "¡Hurra! ¡Respiré soda cáustica, no cromo hexavalente!" se puede dividir en bromas.
¿Qué más has olvidado?
- ¿Cómo existe el ácido y el álcali juntos en un recipiente? En teoría, deberían aparecer sal y agua. Aquí hay un punto muy sutil, que solo puede entenderse experimentalmente (no probado). Si descompone toda el agua durante la electrólisis y aísla la solución de las sales en el sedimento, opción 2: quedará una solución de soda cáustica o soda cáustica con ácido carbónico. Si este último está en la composición, la sal comenzará a desprenderse en condiciones normales y ... caerá carbonato de sodio: 2NaOH + H 2 CO 3 = Na 2 CO 3 + 2H 2 O. El problema es que se disolverá en agua allí mismo, es una pena, el sabor no se puede probar y comparar con la solución original: de repente, la sosa cáustica no ha reaccionado por completo;
- ¿El ácido carbónico interactúa con el hierro mismo? La pregunta es seria, ya que la formación de ácido carbónico ocurre precisamente en el cátodo. Puede verificar creando una solución más concentrada y haciendo electrólisis hasta que una pieza delgada de metal esté completamente disuelta (no probada). La electrólisis es un método más suave para eliminar el óxido que el grabado con ácido;
- ¿Cuáles son los síntomas de la inhalación de gas oxhídrico? No + sin olor ni color;
- ¿Reaccionan la sosa cáustica y el ácido carbónico con el plástico? Realice una electrólisis idéntica en recipientes de plástico y vidrio y compare la turbidez de la solución y la transparencia de la superficie del recipiente (no probado en vidrio). Plástico: se ha vuelto menos transparente en los lugares de contacto con la solución. Sin embargo, resultaron ser sales que se pueden quitar fácilmente con un dedo. Por lo tanto, el plástico de calidad alimentaria no reacciona con la solución. El vidrio se utiliza para almacenar álcalis y ácidos concentrados.
Si ha inhalado mucho gas ardiente, independientemente de si es NaOH o CrO 3, debe tomar "unitiol" o un medicamento similar. Y hay una regla general: no importa qué tipo de intoxicación ocurra, no importa qué fuerza y origen pueda ser, beba mucha agua en los próximos 1-2 días, si los riñones lo permiten. Tarea: eliminar la toxina del cuerpo, y si esto no se hace por vómito o expectoración, dé características adicionales hágalo hígado y sistema urinario.
Lo mas molesto es que es todo programa escolar Grado 9. Maldita sea, tengo 31 años y no aprobaré el examen ...
Lo interesante de la electrólisis es que retrocede en el tiempo:
- una solución de NaOH y H 2 CO 3 en condiciones normales conducirá a la formación de carbonato de sodio, mientras que la electrólisis invierte esta reacción;
- el hierro en condiciones naturales se oxida y durante la electrólisis se reduce;
- el hidrógeno y el oxígeno tienden a combinarse como les plazca: se mezclan con el aire, se queman y se convierten en agua, se absorben o reaccionan con algo; la electrólisis, por el contrario, genera gases de diversas sustancias en forma pura.
Máquina del tiempo local, no de otra manera: devuelve la posición de las moléculas de las sustancias a su estado original.
Según las fórmulas de reacción, una solución de sosa cáustica en polvo es más peligrosa durante su creación y electrólisis, pero más eficaz en determinadas situaciones:
- para electrodos inertes: NaOH + 2H 2 O = NaOH + 2H 2 + O 2 (la solución es una fuente de hidrógeno puro y oxígeno sin impurezas);
- reacciona más intensamente con materiales orgánicos, no hay ácido carbónico (desengrasante rápido y barato);
- si toma hierro como ánodo, comenzará a disolverse en el ánodo y se reducirá en el cátodo, espesando la capa de hierro en el cátodo en ausencia de ácido carbónico. Este es un método para restaurar el material del cátodo o recubrirlo con otro metal cuando no hay una solución con el metal deseado a mano. La eliminación de óxido, según los experimentadores, también es más rápida si el hierro se hace ánodo en el caso de la ceniza de sosa;
- pero la concentración de NaOH en el aire durante la evaporación será mayor (aún debe decidir cuál es más peligroso: ácido carbónico con sosa cáustica o humedad con sosa cáustica).
Anteriormente escribí sobre educación que se pierde mucho tiempo en la escuela y la universidad. Este artículo no cambia esta opinión, porque una persona común no va a ser útil en la vida matan, química orgánica o física cuántica (solo en el trabajo, y cuando necesitaba matan 10 años después, lo volví a aprender, no recordaba nada en todos). Pero la química inorgánica, la ingeniería eléctrica, las leyes físicas, el ruso y el idiomas extranjeros- esto es lo que debería ser una prioridad (sería mejor introducir la psicología de la interacción de los sexos y los fundamentos del ateísmo científico). Aquí no estudié en la Facultad de Electrónica; y luego bam, arruinó - y Visio aprendió a usar, y MultiSim y parte de las designaciones de elementos aprendidos, etc. Incluso si hubiera estudiado en la Facultad de Psicología, el resultado habría sido el mismo: lo logré en mi vida, lo controlé, lo descubrí. Pero si en la escuela el Ciencias Naturales y se fortaleció el acento en los idiomas (y explicaron a los jóvenes por qué se fortaleció), sería más fácil vivir. Eso en la escuela, eso en el instituto de química: hablaban de electrólisis (teoría sin práctica), pero no de la toxicidad de los vapores.
Finalmente, un ejemplo de obtención de gases puros (utilizando electrodos inertes): 2LiCl + 2H 2 O = H 2 + Cl 2 + 2LiOH. Es decir, primero nos envenenamos con el cloro más puro, y luego explotamos con hidrógeno (de nuevo a la cuestión de la seguridad de las sustancias emitidas). Si hubiera una solución de CuSO 4 y el cátodo fuera hierro, el metal habría salido de la base y habría dejado un residuo ácido que contiene oxígeno SO4 2-, no participa en las reacciones. Si el residuo ácido no contuviera oxígeno, se descompondría en sustancias simples(que se puede ver en el ejemplo de C 1 -, que se destaca como Cl 2).
(añadido el 24 de mayo de 2016) Si necesita hervir NaOH con óxido para su reacción mutua, ¿por qué no? El nitrógeno en el aire es del 80%. La efectividad de la remoción de óxido aumentará significativamente, pero luego este proceso debe realizarse al aire libre.
Sobre la hidrogenación del metal (aumento de la fragilidad): No encontré fórmulas ni opiniones adecuadas sobre este tema. Si es posible, colocaré la electrólisis del metal durante varios días, agregaré un reactivo y luego golpearé con un martillo.
(añadido el 27/05/2016) El grafito se puede quitar de una batería de solución salina usada. Si se resiste obstinadamente al desmontaje, deformarlo en un tornillo de banco.
(añadido el 10/06/2016) Hidrogenación de metales: H + + e - = H ads. Anuncios H + anuncios H = H 2, donde ADS es adsorción. Si el metal tiene en condiciones necesarias disuelve el hidrógeno en sí mismo (¡esto es un número!), luego lo disuelve en sí mismo. No se han encontrado las condiciones de ocurrencia del hierro, y para el acero se describen en el libro de A.V. Schreider. "Efecto del hidrógeno en equipos químicos y petroleros". En la figura 58 de la página 108 hay un gráfico de grado 12X18H10T: a una presión comparable a la atmosférica, y una temperatura de 300-900 grados: 30-68 cm 3 / kg. La Figura 59 muestra las dependencias para otros grados de acero. La fórmula general para la absorción de hidrógeno del acero: K s = K 0 e -∆H / 2RT, donde K 0 es el factor preexponencial 1011 l / mol s, ∆H es el calor de disolución del acero ~ 1793K), R es la constante de gas universal 8.3144598J / (mol K), T es la temperatura del medio. Como resultado, a temperatura ambiente 300 K tenemos K s = 843 L / mol. El número no es correcto, debe verificar los parámetros.
(añadido el 12/06/2016) Si la soda cáustica no interactúa con los metales sin una temperatura alta, es un desengrasante seguro (para metales) para paletas, ollas y otras cosas (hierro, cobre, acero inoxidable, pero no aluminio, teflón, titanio, zinc).
Con hidrogenación - aclaraciones. El factor preexponencial K 0 se encuentra en el rango de 2,75-1011 l / mol · s, no es un valor constante. Calculándolo para acero inoxidable: 10 13 · C m 2/3, donde C m es la densidad atómica del acero. La densidad atómica del acero inoxidable es 8 10 22 at / cm 3 - K 0 = 37132710668902231139280610806.786 at / cm 3 = - y luego todo se atasca.
Si observa de cerca los gráficos de Schrader, puede llegar a una conclusión aproximada sobre el contenido de hidrógeno del acero en OU (una disminución de la temperatura en 2 veces ralentiza el proceso en 1,5 veces): aproximadamente 5,93 cm 3 / kg a 18,75 grados Celsius - pero no se indica el tiempo de penetración en el metal de tal volumen. En el libro de A.M. Sukhotin, V.S. Zotikov. "Resistencia química de los materiales. Manual" en la página 95 de la tabla 8 muestra el efecto del hidrógeno en la resistencia a largo plazo de los aceros. Nos permite comprender que la saturación de hidrógeno de los aceros con hidrógeno a una presión de 150-460 atmósferas cambia la resistencia a largo plazo en un máximo de 1,5 veces en el intervalo de 1000-10000 horas. Por lo tanto, no se debe considerar el contenido de hidrógeno de los aceros durante la electrólisis en NU como un factor destructivo.
(añadido el 17/06/2016) Una buena forma de desmontar la batería: no aplaste la carcasa, disuélvala como un capullo de tulipán. Doble hacia abajo las partes del cilindro desde la entrada positiva pieza por pieza (se retira la entrada positiva, se expone la varilla de grafito) y desenrosque suavemente con unos alicates.
(añadido 22/06/2016) Las baterías más simples para el desmontaje son Ashanovs. Y luego, en algunos modelos, hay 8 círculos de plástico para fijar la varilla de grafito; se vuelve difícil sacarla y comienza a desmoronarse.
(añadido el 07/05/2016) Sorpresa: una varilla de grafito se descompone mucho más rápido que un ánodo de metal: en tan solo unas horas. El uso de acero inoxidable como ánodo es la mejor solución, si nos olvidamos de la toxicidad. La conclusión de toda esta historia es simple: la electrólisis debe realizarse solo al aire libre. Si hay un balcón abierto en esta función, no abra las ventanas, pase los cables a través del sello de goma de la puerta (simplemente presione los cables con la puerta). Teniendo en cuenta la corriente durante la electrólisis hasta 8 A (opinión de Internet) y hasta 1,5 A (mi experiencia), así como el voltaje máximo de la fuente de alimentación de PC de 24 V, el cable debe tener una capacidad nominal de 24 V / 11 A; esto es cualquier alambre en aislamiento con una sección transversal de 0,5 mm 2.
Ahora sobre el óxido de hierro en una pieza ya procesada. Hay partes en las que es difícil meterse para borrar la placa negra (o un objeto en restauración, cuando la superficie no se puede frotar con un cepillo de hierro). Al analizar los procesos químicos, encontré una forma de eliminarlo con ácido cítrico y lo probé. De hecho, también funciona con FeO: la placa desapareció / se cayó en 4 horas a temperatura ambiente y la solución se volvió verde. Pero este método se considera menos suave, porque el ácido y el metal se comen (no sobreexponer, vigilancia constante). Además, se requiere un enjuague final con una solución de soda: o los residuos de ácido devorarán el metal en el aire y se obtendrá una capa no deseada (un punzón para jabón). Y debe tener cuidado: si se libera tanto como 6CO con Fe 2 O 3, entonces lo que se libera con FeO es difícil de predecir (ácido orgánico). Se supone que FeO + C 6 H 8 O 7 = H 2 O + FeC 6 H 6 O 7 (la formación de citrato de hierro), pero también tengo un gas liberado (3Fe + 2C 6 H 8 O 7 → Fe 3 (C _ {6} H _ {5} O _ {7}) 2 + 3H _ {2}). También escriben que el ácido cítrico se descompone con la luz y la temperatura; no puedo encontrar la reacción correcta de ninguna manera.
(añadido el 07/06/2016) Probé ácido cítrico en una capa gruesa de óxido en las uñas; se disolvió en 29 horas. Como era de esperar: el ácido cítrico es adecuado precisamente para la purificación adicional del metal. Para limpiar el óxido espeso: use una alta concentración de ácido cítrico, alta temperatura (hasta ebullición), agitación frecuente, para acelerar el proceso, lo cual es inconveniente.
La solución de carbonato de sodio después de la electrólisis, en la práctica, es difícil de regenerar. No está claro: agregue agua o agregue refresco. La adición de cloruro de sodio como catalizador mató la solución por completo + el ánodo de grafito colapsó en solo una hora.
Total: el óxido grueso se elimina por electrólisis, el FeO se graba con ácido cítrico, la parte se lava con una solución de soda y se obtiene hierro casi puro. Gas en la reacción con ácido cítrico - CO 2 (descarboxilación de ácido cítrico), floración oscura en hierro - citrato de hierro (se limpia fácilmente a medio, no realiza ninguna función protectora, lo disolveremos en agua tibia).
En teoría, estos métodos de eliminación de óxido son ideales para recuperar monedas. Es que se necesitan proporciones más débiles de reactivos para una concentración más baja de la solución y corrientes más bajas.
(añadido el 07/09/2016) Experimentos realizados con grafito. Es durante la electrólisis de la carbonato de sodio que se descompone extremadamente rápido. El grafito es carbono; cuando se disuelve en el momento de la electrólisis, puede reaccionar con el acero y precipitar con carburo de hierro Fe 3 C. La condición de 2000 grados no se cumple, pero la electrólisis no es un NU.
(añadido el 10/07/2016) Cuando se realiza la electrólisis de carbonato de sodio con varillas de grafito, el voltaje no debe aumentarse por encima de los 12V. Es posible que se requiera un valor más bajo: realice un seguimiento del tiempo de fractura del grafito a su voltaje.
(añadido el 17 de julio de 2016) Descubrió el método de eliminación de óxido local.
(añadido el 25 de julio de 2016) Se puede utilizar ácido oxálico en lugar de ácido cítrico.
(añadido el 29/07/2016) Los grados de acero A2, A4 y otros están escritos Letras inglesas: importado y de la palabra "austenítico".
(añadido el 10/11/2016) Resulta que hay otro tipo de herrumbre: el metahidróxido de hierro FeO (OH). Formado cuando el hierro está enterrado en el suelo; en el Cáucaso, utilizaron este método de oxidación de bandas de hierro para saturarlo con carbono. Después de 10-15 años, el acero con alto contenido de carbono resultante se convirtió en sables.
Unión Sovetskiz
Socialista
Repúblicas
Depende del autor. evidencia ¹
11Л1 declarado! .1964 (No. 886625 / 22-2) Cl. Años 40, zoológico con el adjunto de solicitud No. MPK C 22d
UDC 669.174: 669.177.035.
45 (088.8) Comité Estatal de Invenciones y Descubrimientos de la URSS
Solicitante I.P.Bardin Central Research Institute of Ferrous Metalurgy
MÉTODO DE PRODUCCIÓN DE HIERRO POR ELECTROLISIS
FUSIÓN | X SALES CON SOLUBLE! MI ANODOS
El objeto de la invención
Grupo de suscripción ¹ 1bO
Existen métodos conocidos para producir hierro y otros metales en soluciones acuosas y en sales fundidas.El método propuesto para producir hierro por electrólisis de sales fundidas con ánodos solubles de hierro fundido o productos de reducción sin explosión del material de mineral de hierro difiere del conocido unos en que para obtener hierro de mayor pureza, la electrólisis se lleva a cabo en cloruro de sodio fundido con la adición de cloruro de hierro en una cantidad no mayor de 10 ", en peso, calculado como hierro, a 850 - 900 C y anódico y catódico densidad de corriente, respectivamente, hasta 0,4 y 10 A / cm-.
Según el método propuesto, los materiales de partida que contienen hierro en forma de trozos, briquetas, gránulos, virutas o placas se cargan en una celda de electrólisis, por ejemplo con un revestimiento cerámico, y se someten a refinado eléctrico a 850-900 C en una atmósfera de nitrógeno u otro gas inerte.
El hierro puro en polvo, depositado en el cátodo, se descarga periódicamente del baño y se tritura para separar mediante separación de aire una parte del electrolito que se devuelve al baño. El electrolito residual se separa del hierro mediante separación al vacío a 900 - 950 C o tratamiento hidrometalúrgico.
La ventaja del método propuesto es el aumento de la pureza del hierro con un contenido de elementos básicos de hasta el 99,995%. y
Método de producción de hierro por electrólisis de sales fundidas con ánodos solubles15 a partir de hierro fundido o productos de reducción no explosiva de material de mineral de hierro, caracterizado porque, para obtener hierro de mayor pureza, se lleva a cabo la electrólisis en cloruro de sodio fundido con
20 mediante la adición de cloruro férrico en una cantidad no superior al 10% en peso, calculado como hierro, cuando
850 - 9 C y densidad de corriente anódica y catódica, respectivamente, hasta 0.4 y 10 a / c -.
Patentes similares:
La invención se refiere al campo de la producción electroquímica de polvos de metales del grupo del platino y se puede utilizar para catálisis en la industria química, ingeniería de energía electroquímica, microelectrónica.