УДК 541.13
Катодная поляризация при электроосаждении кадмия из борфтористоводородного электролита
, ,
Институт химических проблем им. Национальной АН Азербайджана
Изучено влияние температуры и скорости вращения дискового электрода на катодный процесс осаждения кадмия из борфористоводородного электролита. Установлено, что скорость электрохимического осаждения кадмия в исследованном электролите лимитируется электрохимической и концентрационной поляризацией.
Для успешного проведения процесса электроосаждения металлов важное значение имеют изучение не только кинетики и механизма электродных процессов, но и определение природы поляризации. Зная последнюю, можно легко выбрать условия электролиза, при которых на катоде получаются качественные катодные осадки.
В данной работе для выяснения природы поляризации было изучено влияние температуры и скорости вращения дискового электрода на процесс осаждения кадмия из борфтористоводородного электролита.
Поляризационные кривые снимались с помощью потенциостата П-5827М и регистора ПДМ-002. Рабочим электродом служил кадмиевый электрод, а вспомогательным – платиновая пластинка. В качестве электрода сравнения был применен насыщенный хлорсеребряный электрод.
Исследования зависимости скорости катодного процесса электроосаждения кадмия от температуры показали, что этот фактор значительно ускоряет течение электрохимической реакции. Как видно из кривых, приведенных на рис.1, повышение температуры от 20 до 600С при ка-
тодном потенциале –0.625 В (х. с.э.) ускоряет процесс более чем в 7 раз. При дальнейшем увеличении катодного потенциала влияние температуры несколько уменьшается, и при потенциале, равном 0.65 В (х. с.э.), процесс ускоряется в 3.5 раза. В интервале катодного потенциала –0.75 ÷ –0.8 при изменении температуры от 20 до 600С процесс ускоряется приблизительно в 2.6 раза. По данным, приведенным на рис.1, построена зависимость lgi от 
(рис.2), имеющая прямолинейный характер. Наклон прямых постепенно уменьшается с повышением катодного потенциала. Рассчитанная эффективная энергия активации на основании этих данных с увеличением катодного потенциала постепенно меняется (рис.3). При потенциале –0.625 В энергия активации достигает 42 кДж/моль и постепенно уменьшается до 15 кДж/моль при –0.725 В и остается на этом уровне до потенциала –0.8 В, которая соответствует началу предельного тока выделения кадмия.
Характер изменения энергии активации указывает на то, что общая величина катодной поляризации кадмия в борфтористоводородном электролите обусловлена ограничениями электрохимического и концентрационного характера. Электрохимическая поляризация определяет скорость процесса примерно до –0.65 В. далее до потенциала –0.725 В процесс контролируется смешанной кинетикой. При потенциалах –0.75÷–0.8 В решающее значение приобретает изменение концентрационных соотношений в приэлектродном слое.
С целью получения дополнительных сведений о причинах торможения скорости электродного процесса на отдельных участках поляризационной кривой были проведены измерения на вращающемся дисковом катоде. При исследовании кинетики выделения кадмия на вращающемся дисковом катоде выявлено, что перемешивание борфтористоводородного электролита значительно ускоряет электроосаждение кадмия в зоне предельного тока (рис.4). Вместе с тем при начальных значениях катодного потенциала скорость катодного процесса мало зависит от скорости вращения электрода. Это свидетельствует о том, что скорость катодного процесса в этой области потенциалов (до –0.65 В) контролируется электрохимической поляризацией. Зависимость между величиной предельного тока и квадратным корнем из скорости вращения катода носит прямолинейный характер (рис.5). Согласно теории диффузионной кинетики в размешиваемых растворах, развитой [2], это свидетельствует о концентрационной природе поляризации, которая имеет место в данных электролитах при более отрицательных потенциалах.
Таким образом, совокупность полученных результатов дает основание полагать, что восстановление ионов кадмия из борфтористоводородного электролита сопровождается незначительной поляризацией, и общая величина катодной поляризации обусловлена ограничениями как электрохимического, так и концентрационного характера. При малой величине поляризации решающую роль играет электрохимическая поляризация, а при более отрицательных потенциалах – концентрационная.
СПИСОК Литературы
еоретические основы электрохимического анализа. М.: Мир, 1974. 532 с. //Журн. физ. химии. 1944. Т.18. № 9. с. 335.
Hidrogenflьorborat elektrolitlərindən kadmiumun elektrolitik yolla зцkdьrьlməsinin polyarizasiyasэ haqqэnda
A. Є.Əliyev, M. N.Məmmədov, ,
Təqdim olunan iєdə hidrogenflьorborat məhlullarэndan kadmiumun elektrokimyəvi yolla зцkdьrьlməsinə temperatur və disk elektrodunun fэrlanma sьrətinin təsiri цyrənilmiюdir. Mьəyyən edilmiюdir ki, kadmiumun elektrokimyəvi yolla зцkdьrьlmə prosesinin sьrəti elektrokimyəvi və qatэlэq polyarizasiyasэ ilə məhdud-laюdэrэlmэюdэr.
Cathodic polarization at the electrodeposition of cadmium from boronfluorinehydrogen electrolyte
A. Sh. Aliyev, M. N.Mamedov, R. G.Guseynova, M. A.Babayeva
There have been studied the influence of tempetature and the rate of rotation of disque electrode on the cathodic process of cadmium from boronfluorinehydrogen electrolyte. It has been established that the rate of electrochemical deposition of cadmium in the investigated electrolyte is limited by electrochemical and concentrative polarization.
