Навоий кон-металлургия комбинати

Электролиз жараёнида миснинг муомаласи

Агарда, электролит эритмасига тушурилган, тугрилагичдан мис анодига мусбат ток берилса, катодга эса-манфий заряд богланса, электр занжири туташади ва электролит хажмидан ток окиб утади. Бунда анодда куйидаги жараёнлар юз беради:

1) металл ионини аноддан ажралиб чикиб ортикча электронни
ташки занжирга утиши:
Сu - Сu²⁺ + 2 e (13.1)
2) СuH₂O ²⁺ катионини гидратацияси (металла ионини эритмада сув молекуласи билан боғланиши);
3) катионнинг эритмага ўтиши.
Катод жараёни куйидаги боскичлардан тузилади:
1) Катионни эритма хажмидан катод юзига элтмок;
2) Катионни электрон ёрдамида тикланиши:
Сu ²⁺ + 2 e = Сu⁰ (13.2)
3) металл атомини катод кристаллик тузилишига кушилиши. Бундай схема мис аноддан эриб, катод тизимига кушилади ва катодни энлиги усиб боради.
Жараён даврида электр куввати электролитни, шина ва контакт­ларни каршилигини бартараф килиш учун сарфланади. Фарадей қонуни­га биноан, катодга утадиган металлнинг грамм - эквиваленти, зан­жирдан оқиб ўтадиган электр токига боғлиқдир. Бир грамм - эквива­лент металлни ўтказишга 96500 кулон электр токи сарфланади, ёки
96500 : 3600 = 26,8 а-соат
Катодда 1 а - соат ток ёрдамида ўтказиладиган металл массани - шу металлни электр кимёвий эквиваленти деб аталади.
Эритмадан 1 а - соат электр токи оқиб ўтса, катодда 31,78:26,8 = 1,186 г мис ўтиради (грамм эквивалент - граммда ўл­чанган металлнинг атом массасини валентлигига бўлинганлиги айти­лади. Масалан, икки валентлигига миснинг грамм - эквиваленти тенг: 63,56 : 2 = 31,78 г). Амалиётда катодда ўтирадиган металл­нинг массаси бу рақамдан камроқдир. Амалий металл массасини наза­рий олиш мумкин бўлган массасига нисбатлиги ҳар доим бир дан кам бўлади ва фоиз орқали белгиланади. Бу нисбийлик токдан чиқиш деб айтилади.
Металлик миис мавжудлигида, мис сульфат эритмасида икки бор ва бир валентли мис оралиғида мувозанат бор:
СuSO₄ + Сu = Сu₂ SO₄ (13.3)
Анодда бир валентли мисни пайдо бўлиши токдан чиқишни кўпай­тиради, чунки миснинг электрокимёвий эквиваленти 2,374 г тенг ва икки валентли мисни эквивалентидан икки марта кўпроқдир. Афсуски, бир валентли мис эришмада мустаҳкам эмас ва ажралади:
2Сu⁺ = Сu ²⁺ + Сu (13.4)
Бу реакциянинг узгармас доимийлиги тенг:
К = [Сu⁺]² / [Сu²⁺ ] = 0,62*10^-6
Бошка сўз билан айтганда, бир валентли миснинг миқдори, икки валентли мис микдорига нисбатан, тахминан 60000 марта камроқдир.
Нордон эритмаларда мисни бевосита эриш жараёни ҳам оқиб ўта­ди:
Сu + H² SO₄ + 0,SO₄ = Сu SO₄ + H₂O (13.5)
Бевосита мисни эриши электролитни сирта ўтади, чунки у ерда система атмосферада кислород билан контакда бўлади. Бужараён электролитни ортиқча мисни бойитишга олиб келади ва махсус чора­лар билан нормал ҳолатига олиб келинади.
Мисни электролитик тозалашда, анодни юзи атрофида, майда мис кукуни ажралиб чиқиши кутилади. Бу жараён (13.4) реакйия оқиб ўтиши натижасида кузатилади. Амалиётда ваннадаги мисни сони 2 % ташкил қилади. Аноддан катодга мис ярим сульфиди ва яримоксиди ҳам ўтмасдан чўкма фазасига ўтади. Бу чўкмалар нодир металлар билан шлаш фазасини ташкил килади.