Mam następujący problem. Proces o którym mowa w temacie jest przemysłową metodą otrzymywania elektrolitycznie czystej miedzi, więc niech mi nikt nie mówi że sie nie da (a spotkałem już takich)

Proces wygląda następująco: r-r zawiera CuSO4 + H2SO4. Anoda jest wykonana z miedzi. Z niewielkim wydatkiem energi (SEM=0,3V) jony Cu2+ rozładowują się na katodzie, a miedź z anody przechodzi do r-ru w postaci jonów. Zanieczyszczania anody w postaci metali szlachetniejszych od miedzi opadają na dno naczynia w postaci "szlamu", a metale aktywniejsze roztwarzaja się w H2SO4.

Stosuje do elektrolizy zasilacz z regulacją prądową (czyli utrzymuje stały prąd płynący przez elektrolizer). Jeżeli prąd jest niewielki ok. 10-20mA to elektroliza przebiega poprawnie ale BARDZO powoli. Kiedy zwiększe prąd zaczyna sie checa. Anoda utlenia sie do CuO, a z katody wydziela sie wodór i zaczyna osadzać się jakaś gąbczasta brunatna masa, która łatwo odpada.

Wydaje mi sie ze to może być Cu2O bo na katodzie mogła zajść nie pełna redukcja (Cu2+ -> Cu+ + e). Ale dlaczego tak sie dzieje Przeliczyłem gęstość prądu dla katody i wyszło mi niecałe 3A/dm2. Czy to juz zadużo



Długi i nudny wywód ale chciałem napisać wszystkie moje spostrzerzenia Może mi ktoś powiedzieć dlaczego tak sie dzieje

sproboj w takim razie dac mniejszy amperaz a przedluzyc czas elektrolizy - a co do pojawiania sie czarnego osadu na anodach to dosc normalne niestety i trzeba je szorowac

a CuO jest wlasnie czarne
Cu2O jest bodajze czerwone (??)

a natomiast to co mowisz o tym wydzialaniu sie wodoru an katodzie - to prawdopodobnie tak zwane przypanie podczas elektorlizy - mozna ominac za pomoca zmiejszenia I wraz ze zwiekszeniem t, lub pobawic sie w usupelnienie ilosci jonow chlorkowych do okolo 40-60 ppm

jeszcze tez zalezy jaka masz powiezchnie anod wzgledem katody (ja uzywam 1,5-2,5 wieksza powiezrchnie anod wzgledem katody)

tez zasadnicze pytanie na ile woltow jest robiona ta elektroliza - o ile dobrze pamietam powinno byc 5-6 V
a co do natezenia ja uzywam 1.5 A na dm2

dokladny sklad chemiczny kompieli (a dokladniej ilosc CuSO4 oraz H2SO4) tez ma wplywa na przewodnosc kapieli, a co za tym idzie w kompielach o roznym skladzie w jednej powierzchnie katody mozna "przypalic" a w innej niedomidziowac

a dlaczego sie tak dzieje ? imho dzieje sie tak caly czas - tyle ze przy mnejszym natezeniu reakacja jest powolniejsza i jej po prostu nie zauwazasz

Trochę teorii:
Podczas redukcji katodowej, przy małych gęstościach prądowych cała powierzchnia elektrody bierze udział wraz z jej wewnętrzną częścią. W tym przypadku proces wydzielania wodoru jest mniejszy.
W czasie stosowania dużych gęstości prądowych pory w elektrodach zatyka wodór, który wydziela się w czasie trwania procesu, zmniejszając przy tym powierzchnie elektrody, a gęstość prądu wzrasta. Zmniejsza się wydajność elektrody.
Po obniżeniu się stęzenia jonów metalu w roztworze na katodzie gęstość prądu spada do granicznej, metal wydziela się w postaci proszku, szlamu, dendrytów.
Potencjał stand. dla Cu powinien wynosić 0,337 V - ale dotyczy to całego procesu, z uwzględnieniem zmian w elektrolicie.
W przemyśle nie uzywa się płytek, ale siatek lub katody nasypowe wypełnione koksem. Odzyskaną miedź poddaje się przetapianiu.

ja gdzieś przeczytałem że taką elektrolize powinno się przeprowadzać w naczyniu prostokątnym, a katoda powinna być umieszczona między dwoma anodani miedziowymi. (choć nie wiem dokładnie jak to wpływa na reakcję).

to ze katoda znajduje sie pomiedzy anodami daje tyle, ze miedz na katodzie odklada sie z obu stron

Da się, wystarczy się przejechać do Głogowa lub Legnicy na elektrorafinację.


Głównymi składnikami szlamu, wbrew powszechnym opiniom nie są metale szlachetne lecz miedź i ołów.



Ponieważ jest to układ dwuelektrodowy (anoda i katoda) zasilacz aby utrzymać stały prąd musi to regulować przyłożonym potencjałem między anodą i katodą bo inaczej się nie da. Obserwacje towarzyszące procesowi można bardzo łatwo wytłumaczyć. W elektrochemicznym procesie redukcji Cu+2 do Cu można wyróżnić dwie główne fazy, są to transport masy do elektrody czyli transport Cu+2 oraz reakcja elektrodowa redukcja Cu+2 do Cu. O szybkości wieloetapowego procesu zawsze decyduje najwolniejszy etap. Przy małych prądach jest to reakcja elektrodowa. Powyżej pewnej wielkości prądu, kiedy wszystkie jony miedzi są redukowane decyduje transport Cu+2 do elektrody czyli dyfuzja jonów miedzi.
W takim przypadku stężenie miedzi przy elektrodzie jest znacznie mniejsze niż w głębi roztworu i w takich wypadkach miedź wydziela się w postaci gąbki lub proszku. Żeby temu zapowiedz trzeba by mieszać roztwór, aby zapewnić transport masy do elektrody. Prąd 3 A/dm2 może być.




Przy elektrorafinacji miedzi dodaje się chlorków, ale nie w tym celu.


W tym przypadku decyduje transport masy do elektrody (przy większych prądach), wielkość elektrod względem się nie ma tu większego znaczenia.



Przy opisanym układzie nie ma możliwości utrzymania napięcia przy stałym prądzie, napięcie jest wynikowe w tym procesie.



Skład kąpieli dobiera się tak, aby było największe przewodnictwo i roztwór był nasycony względem miedzi. O przewodnictwie w praktyce decyduje tylko kwas siarkowy, a dokładnie jon H+, proces prowadzi się w temperaturze około 60 - 62 stopni.


Tak się dzieje, jeśli jest zbyt mały transport masy, przy dobrym mieszaniu nie powinien
wydzielać się wodór. Należy tak prowadzić elektrolizę, aby była najwyższa wydajność liczona względem Cu.



Powiem szczerze, że nigdy o tym nie słyszałem. Proces elektrorafinacji miedzi albo prowadzi się klasycznie czyli anoda miedziana i podkładka miedziana (katoda), lub anoda miedziana i katoda z blachy kwasoodpornej (proces Aisa). Jeśli natomiast chodzi o oczyszczalnie elektrolitu, to tam różnicą jest to, że anody są ołowiane. Są też elektrolizery rurowe (proces De Nora), ale tam katoda jest z kwasiaka.



Tak jest w praktyce, skrajna katoda jest mniej więcej połowę lżejsza od reszty. Jest to wynikiem gorszego transportu jonów Cu2+

Duzo teorii zero (niemalże) praktyki ehhhh....
Na 1L
200-230g CuSO4*5h2o
50-75g H2SO4 98%
Mieszanie r-r (obowiazkowe przy pradach powyzej 1A/dm2)
Temp. pokojowa, przy wyzszych temp. wieksza rozpuszczalnosc, wiekszy prad mozna uzyskac, jednak miedz wydziela sie w postaci wiekszych kryształów i powierzchnia moze byc krucha.
Filtrowanie od czasu do czasu, przed 1 procesem obowiązkowo
Chlorki lepiej sobie darowac.... i tak napewno cos sie dostanie np. z wody i niepotrzebne problemy sie omija.
A wodór sie wydziela gdy jest za małe stężenie soli lub kwasu siarkowego.
I spokojnie mozna jechac 5A/dm2 (do tylu doszedlem) a sadze ze i 7A/dm2 dalo by rade maksymalnie w poradniku 10A/dm2 przy stacjonarnych elektrodach a przy pokrywaniu przesuwajacego sie drutu nawet do 50A/dm2

Konstrukcja dzieki której można uzyskac w maire rownomierny rozklad katody z drutu miedzianego i w miarę rownomierna warstwe miedzi na walcu kąt spirali oczywiscie trzebadobrac doswiadczalnie
http://img213.imageshack.us/my.php?imag ... nierb4.jpg

ja zrobiłem tak:w sloiku umieściłem spirale z grubego drutu miedzianego a w środku centralnie ok.10cm kawałek rurki miedzianej bardzo dobrze oczyszczonej i wypolerowanej.drutu nie pucowałem.na 200cm3 wody użyłem ok 40g CuSO4 bez kwasu siarkowego.w wyniku dysocjacji elektrolitycznej siarczanu miedzi powstają jony Cu(2+) i SO4 (2-).w wyniku rozładowania jonów Cu(2+) w poblizu katody zwiększa się stężenie jonów siarczanowych.gdy stężenie Cu(2+) jest za niski wtedy zachodzi proces elektrolizy wody z wydzieleniem wodoru.dlatego chcąc zastosować większe gęstości prądu r-r trzeba mieszać.przy małym natężeniu prądu proces dyfuzji jonów miedzi zachodzi wystarczająco szybko.Natomiast na anodzie jony siarczanowe są niezbędne do przeprowadzenia Cu do Cu(2+).Gdy ich zabraknie zachodzi anodowe utlenianie miedzi metalicznej do czarnego tlenku miedzi(II).Między elektrodami zachodzi proces polaryzacji stężeniowej(tworzy się ogniwo stężeniowe) co powoduje że napięcie niezbędne do procesu elektrorafinacji wzrasta.Potencjał elektrod z tego samego metalu zanurzonych w r-r soli tego metalu jest zerowe.napięcie 0,3V stosuje się dlatego żeby przez r-r mógł płynąć prąd o rozsądnym nateżeniu.można większy,ale z powodu polaryzacji stężeniowej nie zbyt mały.Elektrorafinacje należy przeprowadzać więc stosując nasycony r-r siarczanu miedzi przy równoczesnym mieszaniu elektrolitu.Ponieważ katoda to czysta(elektrolityczna)miedź a anoda niekonieczne potencjał katody względem anody się zmienia.zastosowanie niskiego napięcia ma też na celu uniknięcie utleniania i przeprowadzania do elektrolitu zanieczyszczeń innymi metalami.Te własnie metale opadają na dno elektrolizera i je nazywa sie szlamem anodowym.gdyby zwiększyć napięcie to niektóre metale przechodziłby do r-r i redukowałyby się na katodzie zanieczyszczajac miedź.Kwasu siarkowego (VI) dodaje się z tego powodu że ołów zawarty w anodzie utlenia się ale tworzy nierozpuszczalny siarczan ołowiu i usuwa z elektrolitu jony siarczanowe.używałem elektrolitu o różnym składzie i CuSO4 okazał się najlepszy.A gdy jest go za mało w r-r na katodzie wydziela sie pył miedzi właśnie w postaci takiej delikatnej gąbki.Na powietrzu pokrywa sie ona bardzo szybko tlenkiem miedzi(II),ale pod warstwą wody można ją prechowywać.ten korzuszek bardzo dobrze przewodzi prąd więc nie mam wątpliwości co to jest.
A jako zasilasza użyłem ładowarki do telefonu(8V,800mA).otrzymałem bardzo twardą i krystaliczną powierzchnie.a po 4 dniach zrobiła sie naprawde gróba.

Sorki że az tyle ale mam nadzieje wszystko jest jasne

od ostatniego mojego posta troche minelo i wody jak i doswiadczenia

1. aby szlem nie gromadzil sie na dnie wanny stosuje sie worki pp na anodach - Cu przechodzi spokojnie przez worki, natomiast szlam pozostaje w worku, a dzieki temu mozna zadziej filtrowac
2. kompiel filtruje i tak ciagle podczas pracy filtrami pp 5-10um
3. gestosc pradu uzytego jest zalezna od ilosc CuSO4

1,25-1,75 A/dm2 - 38-42 g/l CuSO4*5H2O
2,25-2,75 A/dm2 - 57-63 g/l CuSO4*5H2O
2,50-3,50 A/dm2 - 70-80 g/l CuSO4*5H2O
3,50-4,50 A/dm2 - 85-95 g/l CuSO4*5H2O

4. kwasu siarkowego stosuje 180-250 g/l

5. temperatura - pokojowa 20-25 st. C (ale ponizej tak do 15 tez nie powinno byc klopotow, powyzej 30 tmoga sie tez zaczynac klopoty)

6. przy zalozeniu nowych anod nalezalo by kilka dobrych godzin pracowac na niskich gestosccha pradowych i powoli je zwiekszac - az dojdziemy do wartosci nam odpowiadajacych - i kompiel sie "wypracuje"

7. procz ruchu katody proponuje dodac napowietrzanie kapieli - ziwkesza to mieszalnosc kapieli

8. przy wiekszych wannach nim zaczniemy prace mozna zrobic test na tzw. komurce Hull'a

czerwone - anoda - miedz odtleniona fosforem
brazowe - mieszadlo magnetyczne
zolte - napowietrzanie
niebieskie - katoda - blaszka mosiezna - wypolerowana
pojemnosc okolo 250 ml
ustawiasz gestosc taka na ktorej chcesz pracowac i prowadzisz elektrolize okolo 2-10 minut (w zaleznosci od tego jaka uzywasz gestosc pradowa) a nastepnie sprawdzasz czy winik jest zadowalajacy (na max okolo 40% kaody znajduje sie taki niby "piasek" miedziowy)