حساب نسبة النحاس من الخام كهربائيا
النظرية:
يتم تحقيق الترسيب الكهربائي للنحاس من خلال طلاء معدن النحاس على كاثود لوحة نحاسية (أو شاش بلاتيني) سبق وزنه. يجب أن يكون الترسب سلسًا وملتصقًا. الوزن الثاني للكاثود بالإضافة إلى النحاس يعطي وزن النحاس عن طريق الاختلاف. يتم تقديم نسخة مبسطة من الجهاز المستخدم للترسيب الكهربائي.
عندما يتم تطبيق إمكانات كافية من خلال الأقطاب الكهربائية ، يحدث تفاعل الأقطاب التالية
Cu 2+ + 2e → Cu E= 0.34 V at the cathode (Cu).
2H2O → O2 + 4H+ + 4e E= -1.23 V at the anode (Pt)
يُعرف الحد الأدنى من الإمكانات اللازمة للتسبب في تدفق تيار محدود من خلال خلية الكهروضوئية بإمكانية التحلل ويتم إعطاؤه بواسطة المعادلة
E applied = E cell + E cathode + E anode + IR
Where
E cell = E pt - E cu = 1.23 - 0.059/4 log 1/Po2 (H+)^4 - { (0.34 - 0.059/2 log 1/(Cu2+) }.
= 0.86 V for a partial pressure of O2 of 1 atm and (H+) = 0.1 M and (Cu+) = 0.1 M
E cathode = جهد الكاثود (القطب الموجب) للخلية.
E anode = جهد الانود (القطب السالب) للخلية .
I = التيار من خلال الخلية.
R = المقاومة للخلية.
عادة ما يتم ترسيب النحاس في وسائط حمض النتريك لمنع اختزال H + إلى H2 في الكاثود (يجب تجنب تطور الهيدروجين لأنه يجعل ترسب النحاس إسفنجيًا وسوء الجودة). في وسط حامض النيتريك H + يتفاعل مع NO3- بدلاً من أن يتطور عند الكاثود ، يتم تمثيل التفاعل بالصيغة
NO3- + 10H+ → NH4+ + 3H2O
سلبيات وجود أيون النترات هو أنه يمكن اختزاله إلى أيون النتريت. أيون النتريت ، بدوره ، يمنع الاختزال الكمي للنحاس ومع ذلك ، يمكن تدمير أيون النتريت بسهولة عن طريق إضافة اليوريا:
NO3- + 2H+ + 2e → NO2- + H2O
2NO2+ + (NH2)2CO + 2H+ → 2N2 + CO2 + 3H2O
بعد اكتمال الترسيب ، تتم إزالة الكاثود من المحلول مع استمرار الجهد الكهربائي وغسله في نفس الوقت. إذا تم إيقاف التيار الكهربائي قبل إزالة الكاثود من المحلول ، فإن النحاس المودع سيذوب بسبب الميل التلقائي للنحاس ليذوب كأيونات في خلية مثل تلك المستخدمة هنا.
عادة ما يتم الغسل عن طريق توجيه بخار لطيف من الماء المقطر من زجاجة الغسيل فوق القطب الكهربائي عند إزالته من المحلول. قد يتم غمر القطب في الكحول (إلى التجفيف السريع) ، وتجفيفه لفترة قصيرة في فرن التجفيف ، ويتم تبريده ووزنه. يجب أن يكون وقت التجفيف قصيرًا لتقليل تكوين الأكسيد.
:الحسابات
حساب نسبة النحاس في العينة المجهولة
٪ نحاس = وزن النحاس الملتصق(جم) / وزن العينة (جم) × 100٪
تعليقات
إرسال تعليق