перенапруження водню. p> Зниження концентрації в електроліті цинку у відповідності з рівнянням зумовить збільшення поляризації цинкового катода, що закономірно погіршить вихід по струму.
Якщо розглядати процес електролізу розчину сульфату цинку в цілому, то електроенергія в електролітичній комірці витрачається на здійснення наступних сумарних електрохімічних процесів:
ZnSO4 + H2O Zn + H2SO4 + 0,5 O2;
H2O H2 + 0,5 О2.
Рівняння описує основний процес - електроосадження цинку з розчину сульфату цинку, а рівняння - побічний процес розкладання води, що супроводжується виділенням водню на катоді і знижує вихід по струму. Крім цих процесів, електроенергія витрачається на переміщення іонів в електроліті: катіонів - до катода, аніонів - до анода. p> На електроосадження цинку припадає близько 70% електроенергії, у тому числі на відновлення іонів до металу близько 21,5%; на розкладання води до газоподібного водню і кисню 7 - 8%; на подолання опору електроліту перенесенню іонів до електродів приблизно 15% .
Якщо розглядати витрати електроенергії тільки на катоді, то приблизно 90% їх можна віднести до основного процесу - відновлення іонів Zn2 +, а близько 10% - до побічного процесу - відновлення іонів Н + (вихід по струму - 90%).
Велику роль у процесі електроосадження грають домішки. За електрохімічним властивостям домішки можна розділити на чотири групи: група - катіони, більш позитивні, ніж цинк; група - катіони, більш негативні, ніж цинк; група - аніони; група - органічні домішки. p> Катіони, більш позитивні, ніж цинк діють наступним чином. Метали-домішки розряджаються на катоді, утворюючи ділянки з підвищеним перенапруженням водню, на яких іони водню розряджаються від зовнішнього джерела струму і внаслідок роботи короткозамкнених гальванічних елементів. Ступінь осадження домішки на цинковому катоді залежить в основному від потенціалу її розряду, концентрації в розчині і швидкості дифузії. Катіони, більш негативні, ніж цинк - магній, натрій, калій, марганець - не дуже впливають на електроосадження цинку, так як ці домішки трохи розряджаються на катоді і не забруднюють цинк, але нагромадження таких катіонів веде до підвищення в'язкості і питомого опору електроліту, внаслідок чого збільшується напруга на ванні і зростає витрата електроенергії при електролітичному виділенні цинку.
Органічні домішки можна розділить на 2 групи: 1) Домішки, що переходять в електроліт з дерев'яної апаратур и, фільтрувальної тканини, мастильних матеріалів, сировини та реагентів, і 2) поверхнево активні і колоїдні добавки.
Органічні домішки першої групи негативно впливають на процес електролізу, присутність їх в електроліті знижує їх вихід по струму і призводить до отримання крихких катодних опадів цинку.
Органічні домішки другої групи позитивно впливають на процес електролізу цинку. Речовини, що збільшують змочуваність поверхні (клей, Тетрабутиламоній) сприяють отриманн...
