粉末的制备-电解法

一、电解基本原理及规律•当外加电位二原电池电位时，E外二E池，氧化还原平衡。•当外加电位大于原电池电位时，电解发生，阳极氧化，阴极还原。电极电位的意义：标准电极电位,即离子在浓度等于克离子/升溶液中的还原电位，如：水溶液电解基本原理一一电化学原理-定义：在直流电作用下，在电极上产生氧化与还原的过程称之为电解。-在阳极(anode)上失去电子，氧化反应，成为正离子。•在阴极(cathode)上金属正离子获得电子，还原成为金属原子。•电解时，电能转化为化学能一一作用与原电池相反。1、电解区，在阴极区，电极电位正着先还原；非标准状态下，电极电位与溶液中离子浓度的关系一奈斯特(Nernst)方程：n-离子价电数，F=96500库仑，法拉第常数c-溶液的浓度T=25OCR=8.316对于任意氧化还原反应Nernst公式可表示为:4）阴极还原反应铜离子放电而析出金属Cu2++2e-►

Cu2H++2e―►H2■电解铜时，金属铜［还］=1，因此有：◦___和从上两式可知，提高溶液中铜离子的浓度，会提高电极电位，即加大电极电位才有Cu粉析出。2、电解时，在阳极区f°愈负愈先氧化，此外在阳极上，OH-失去电子放出氧气。所以，在电解铜时，同时有Cu，%（阴极）上,O2（阳极）上析出，这样，电解水可制得％和O2气。H的克当量：克当量=1.008/1=1.008氢为一价O的克当量：克当量=16.000/2=8.000氧为二价电化当量:对于不同电解液，通过等量电量时，每种物质量（电解槽中或阴极上形成粉末量）与电化当量成正比，并通过96500库仑的电量或96500安培•秒才能析出1克当量的物质；因此，电化当量为每96500安培•秒电流所析出的克当量物质，有q（电化当量）=克当量/96500库仑=克当量/96500安培•秒=克当量/26.8安培•时书上用:W—原子量n—化合价w/n克当量所以q=克当量/26.8安培•小时，电解产量等于电化当量与电量的乘积；:::m二q.I.

/或m二q.0I-电流强度t-电解时间一些金属的电化当量■■■[«OmA-:'①1屬I1屬h：)?(■f:■观银1fl人2I.IV铁22；.431⑽锋21.咖4、电解步骤(1)扩散，离子扩散到放电沉积区(2)电化学反应，获得电子还原，此时如果反应太慢，晶核形成困难，反而得到大晶粉末(3)晶核析出后，晶粒择优方向长大一一枝晶化(能量低)！

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ii5、电流密度与电解液中金属离子浓度的关系电解时，电解液的浓度如有图所示ABc：溶液中离子的浓度c0：阴极上离子的浓度h：到阴极的距离，A：阴极面积在实际电解过程中，开始时阴极附近的离子浓度与溶液离子浓度相等，因此析出的是致密体，只有当阴极区离子的浓度由c降到某一个浓度值c0时，才开始析出松散粉末。如果电流密度小，阴极区离子通过扩散，得到补充，很难达到c0值，此时还是不能得到疏松的粉末。只有当电流密度足够大，在阴极上附近放电析出的离子数急剧增多，阳离子浓度急剧下降，经过很短的时间就达到C0,才有粉末析出，否则析出的是致密体。因此，要形成粉末，电流密度和金属离子浓度起着关键的作用。6、电解反应过程动力学(2)电解过程的速度可能受到扩散环节，电化学反应环节或中间环节的影响rr^qltq电化当量以总克原子数/电解时间表示析出速度，则有:q~~nF(1)在阴极或阳极上发生的反应为多相反应液-固反应，液-气反应，气-固反应4、电解条件控制搅拌改善扩散环节（使阴极旋转）温度控制电解铜时，当温度达到60°C时，离子迁移速度快，形成粗粉，电解银时，当温度超过4时，