Дослідження процесу електрохімічного осадження кобальту з чистого фторідсодержащего електроліту
Введення
Мета наукової роботи - дослідити процес електрохімічного осадження кобальту з фторсодержащего електроліту, без вмісту в ньому відходів.
1. Короткий літературний огляд
електроліз кобальт струм мідний
Кобальтові покриття захищають вироби від корозії металів, надають їм декоративний вигляд, підвищують твердість і зносостійкість. Перед нанесенням покриття поверхню виробів знежирюють в гарячих лужних розчинах з добавками емульгаторів, очищають від оксидів травленням в сірчаної або соляній кислоті, вироби промивають у проточній воді, що утворився на них шлам видаляють, після чого їх поверхня активують в розведеної сірчаної або соляній кислоті. [1]
Завдання експерименту.
Перший етап експерименту полягає у визначенні концентрації кобальту в розчині, температури розчину і щільності струмів, за якими буде проводитися оптимізація.
Другий етап - складання матриці планування експерименту; визначення коефіцієнтів регресії; кубічної дисперсії, розрахунок крутого сходження.
Третій етап - за отриманими даними побудувати залежність вихід потоку від щільності струму.
2. Методики експерименту
. 1 Приготування електроліту
Модельний електроліт наготовлювали з урахуванням проведених раніше досліджень кобальтосодержащіх електролітів для гальванічних виробництв.
У дистильованої воді розчиняли CoF2 · 4H2O, Na2SO4 і H3BO3. Доводили водою до робочого об'єму. Борна кислота додана в якості буферного з'єднання, підтримуючого постійне значення рН=2,6. Для розчинення всіх речовин розчини нагріли, не доводячи до кипіння.
. 2 Проведення електролізу
Електроліз здійснювали в осередках, з використанням нерозчинних анодів (свинець) і мідних катодів, на які облягали шар кобальту.
У осередок заливали електроліт з відомою концентрацією Co2 + і проводили при певній температурі (20 Сo, 35 Сo і 50 Сo) електроліз при протягом 30 хвилин при щільності струму 1, 2 або 3 - А/дм2 без протоки електроліту.
Через 30 хв. визначали склад електроліту і масу виділився кобальту, по якій розраховували вихід по струму (ВТCo).
. 3 Розрахунок ВТ кобальту
Розрахунок ВТCo визначали по приросту катода, використовуючи другу закон Фарадея.
За законом Фарадея теоретичне кількість речовини, прореагировавшего на електродах при пропущенні постійного електричного струму, прямо пропорційно його силі і тривалості процесу:
=k? Iт? ?,
де k- електрохімічний еквівалент речовини, г/А год; т- сила струму, А;
? - тривалість процесу, ч.
Електрохімічний еквівалент визначається за формулою:
=M/(26,8? z),
де М - атомна маса елемента, г; - валентність елемента;
, 8 А? ч=F - число Фарадея
. 4 Метод математичного планування експерименту
Вибір лінійного плану. На стадії крутого сходження, коли висловлюється припущення про лінійність функцій відгуку, всі фактори досить варіювати на двох рівнях, т.е визначити напрямок прямої за координатами двох точок.
Розглянемо конкретний приклад планування при оптимізації хімічного процесу ізомеризації карбометоксісульфанілгуанідіна. Досліджувався вплив двох факторів-температури і часу протікання процесу. Для визначення оптимальних умов процесу задаються рівні факторів та інтервали варіювання. Для кожного фактора потрібно вибрати два значення - верхнє і нижнє.
Вибір робили з технологічних міркувань. Значення температури - 175 ° С і 165 ° С. Середньою точкою (центром експерименту) є 170 оС. Верхнє і нижнє значення часу процесу - 6 і 4 ч. Центр - 5 ч. Вибрані рівні факторів та інтервали їх варіювання відбивається таблично.
Таблиця 1 - Рівні факторів та інтервали їх варіювання
Фактори Рівні факторовІнтервал варьірованіяРазмерность нижній - 1средній (нульовий) Верхній + 1Температура1651701755оСВремя4561ч
Надалі зручніше користуватися не абсолютними значеннями, а кодованими: «+1» і «- 1». Код виходить таким чином:
;
