Никельдің электролизі

Ni²⁺/Ni жүйесінің стандартты потенциалы –0,25 В-қа тең. Никельде сутегі бөлінуіне сәйкес артықша кернеу онша көп емес, ал никельдің өзінің бөлінуіне көп артықша кернеу қажет. Сондықтан катодта сутегі мен никель қатарласа тотықсызданады. Электрогравиметриялық әдіспен никельді анықтау үшін электролизді аммиакты ерітіндіден жүргізеді. 0,1 – 0,15 г никелі бар ерітіндіге 5 г -дай кристалды аммоний сульфатын салады, оған 20 мл 25% аммиак ерітіндісін құяды да, ерітіндіні 100 мл-ге дейін сұйылтады. Аммиакты ортада (pH=9) никельдің потенциалы – 0,25 В тан – 0,49 В-қа дейін теріс мәнге қарай ығысады. , сутегінің потенциалы да теріс жаққа ығысады . Сондықтан, нейтралды не қышқылдық ортаға қарағанда, аммиакты ортада сутегінің бөлінуі аз дәрежеде жүреді. Сонымен қатар аммиакты комплекске байланысқан никель иондары, сутегінің бөлінуі нәтижесінде электродтың беткі қабатында гидроксид иондары көбейсе де, гидроксид тұнбасын бермейді. Электролизді бөлме температурасында жүргізуге болады, реакцияның аяқталғанын диметилглиоксиммен тамшылы реакция жүргізіп анықтайды.

Аналитикалық химияда электролиз гравиметриялық анализден басқа, яғни металдарды бір бірінен бөлуде де қолданылады. Көпкомпонентті ерітіндіден металдарды бөлу мүмкіншілігін олардың стандартты потенциалдарын салыстырып анықтауға болады. Мысалы, ерітіндіде Ag және Cu тұздары бар дейік: . . Күміс электродта толық бөлініп шыққанда, яғни оның концентрациясы 10^–6М дейін азайғанда . Бұл потенциалда мыс әлі бөлінбейді, өйткені оның бөліну потенциалы +0,34В. Сондықтан күмісті мыстан толық бөліп алуға болады.

Е₁ E₃ E₂

Е, B

Бірақ стандартты потенциалдарды салыстыру кейде дұрыс мәлімет бермеуі де мүмкін. Өйткені стандартты потенциалдың мәнінде артықша кернеу ескерілмейді. Сондықтан электролиттік әдіспен бөлу жағдайын дұрыс таңдау үшін таңдалған электролиттегі металдардың поляризациялық қисықтарын салыстыру керек. Поляризациялық немесе вольтамперлік қисық ток күші мен потенциал арасындағы байланысты көрсетеді. 14.37-суретте көрсетілгеніндей металдарды бөлу үшін олардың электродта бөлініп шығу потенциалының арасында көп айырмашылық болу керек.

14.37-сурет. Электродтағы металдың бөліну потенциалын анықтау.

Металдарды толық бөлу үшін электролизді катодты потенциалды қадағалай отырып жүргізген дұрыс. Электролизді Е₃ потенциалында жүргізсе М₁ металы толық электродта бөлінеді де, М₂ металы ерітіндіде қалады.

Металдарды бөлуде электролизді жиі Hg – электродын қолданып жүргізеді. Сынаптың артықшылығы: ол сұйық Me. Сондықтан,

1) электролиз нәтижесінде бөлінген Me электрод бетінде емес амальгама түзіп сынаптың ішінде болады;

2) электролиз жүргенде сынаптың беті өзгермей қалады;

3) Hg – электродында H₂ – үлкен артықша кернеумен бөлінеді. Сондықтан Hg – электродында қышқыл ерітіндіде Zn, Cd, Fe -ді, ал нейтралды не сілтілік ерітінділерде сілтілік, сілтілік жер металдарын бөліп шығаруға болады.

14.3-кесте