粉末的制備-電解法

一、電解基本原理及規(guī)律?當(dāng)外加電位二原電池電位時(shí)，E外二E池，氧化還原平衡。?當(dāng)外加電位大于原電池電位時(shí)，電解發(fā)生，陽(yáng)極氧化，陰極還原。電極電位的意義：標(biāo)準(zhǔn)電極電位,即離子在濃度等于克離子/升溶液中的還原電位，如：水溶液電解基本原理一一電化學(xué)原理-定義：在直流電作用下，在電極上產(chǎn)生氧化與還原的過(guò)程稱之為電解。-在陽(yáng)極(anode)上失去電子，氧化反應(yīng)，成為正離子。?在陰極(cathode)上金屬正離子獲得電子，還原成為金屬原子。?電解時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能一一作用與原電池相反。1、電解區(qū)，在陰極區(qū)，電極電位正著先還原；非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，電極電位與溶液中離子濃度的關(guān)系一奈斯特(Nernst)方程：n-離子價(jià)電數(shù)，F(xiàn)=96500庫(kù)侖，法拉第常數(shù)c-溶液的濃度T=25OCR=8.316對(duì)于任意氧化還原反應(yīng)Nernst公式可表示為:4）陰極還原反應(yīng)銅離子放電而析出金屬Cu2++2e-?

Cu2H++2e―?H2■電解銅時(shí)，金屬銅［還］=1，因此有：?___和從上兩式可知，提高溶液中銅離子的濃度，會(huì)提高電極電位，即加大電極電位才有Cu粉析出。2、電解時(shí)，在陽(yáng)極區(qū)f°愈負(fù)愈先氧化，此外在陽(yáng)極上，OH-失去電子放出氧氣。所以，在電解銅時(shí)，同時(shí)有Cu，%（陰極）上,O2（陽(yáng)極）上析出，這樣，電解水可制得％和O2氣。H的克當(dāng)量：克當(dāng)量=1.008/1=1.008氫為一價(jià)O的克當(dāng)量：克當(dāng)量=16.000/2=8.000氧為二價(jià)電化當(dāng)量:對(duì)于不同電解液，通過(guò)等量電量時(shí)，每種物質(zhì)量（電解槽中或陰極上形成粉末量）與電化當(dāng)量成正比，并通過(guò)96500庫(kù)侖的電量或96500安培?秒才能析出1克當(dāng)量的物質(zhì)；因此，電化當(dāng)量為每96500安培?秒電流所析出的克當(dāng)量物質(zhì)，有q（電化當(dāng)量）=克當(dāng)量/96500庫(kù)侖=克當(dāng)量/96500安培?秒=克當(dāng)量/26.8安培?時(shí)書(shū)上用:W—原子量n—化合價(jià)w/n克當(dāng)量所以q=克當(dāng)量/26.8安培?小時(shí)，電解產(chǎn)量等于電化當(dāng)量與電量的乘積；:::m二q.I.

/或m二q.0I-電流強(qiáng)度t-電解時(shí)間一些金屬的電化當(dāng)量■■■[?OmA-:'①1屬I1屬h：)?(■f:■觀銀1fl人2I.IV鐵22；.431⑽鋒21.咖4、電解步驟(1)擴(kuò)散，離子擴(kuò)散到放電沉積區(qū)(2)電化學(xué)反應(yīng)，獲得電子還原，此時(shí)如果反應(yīng)太慢，晶核形成困難，反而得到大晶粉末(3)晶核析出后，晶粒擇優(yōu)方向長(zhǎng)大一一枝晶化(能量低)！

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ii5、電流密度與電解液中金屬離子濃度的關(guān)系電解時(shí)，電解液的濃度如有圖所示ABc：溶液中離子的濃度c0：陰極上離子的濃度h：到陰極的距離，A：陰極面積在實(shí)際電解過(guò)程中，開(kāi)始時(shí)陰極附近的離子濃度與溶液離子濃度相等，因此析出的是致密體，只有當(dāng)陰極區(qū)離子的濃度由c降到某一個(gè)濃度值c0時(shí)，才開(kāi)始析出松散粉末。如果電流密度小，陰極區(qū)離子通過(guò)擴(kuò)散，得到補(bǔ)充，很難達(dá)到c0值，此時(shí)還是不能得到疏松的粉末。只有當(dāng)電流密度足夠大，在陰極上附近放電析出的離子數(shù)急劇增多，陽(yáng)離子濃度急劇下降，經(jīng)過(guò)很短的時(shí)間就達(dá)到C0,才有粉末析出，否則析出的是致密體。因此，要形成粉末，電流密度和金屬離子濃度起著關(guān)鍵的作用。6、電解反應(yīng)過(guò)程動(dòng)力學(xué)(2)電解過(guò)程的速度可能受到擴(kuò)散環(huán)節(jié)，電化學(xué)反應(yīng)環(huán)節(jié)或中間環(huán)節(jié)的影響rr^qltq電化當(dāng)量以總克原子數(shù)/電解時(shí)間表示析出速度，則有:q~~nF(1)在陰極或陽(yáng)極上發(fā)生的反應(yīng)為多相反應(yīng)液-固反應(yīng)，液-氣反應(yīng)，氣-固反應(yīng)4、電解條件控制攪拌改善擴(kuò)散環(huán)節(jié)（使陰極旋轉(zhuǎn)）溫度控制電解銅時(shí)，當(dāng)溫度達(dá)到60°C時(shí)，離子遷移速度快，形成粗粉，電解銀時(shí)，當(dāng)溫度超過(guò)4時(shí)，