Цементация кадмия на цинке
Этот процесс протекает по окислительно-восстановительной реакции Cd2+ + Zn = Cd + Zn2+. Ионы кадмия присоединяют электроны и восстанавливаются, а цинк отдает их и окисляется. Цементация металлов — сложный процесс. Порядок вытеснения металлов из кадмиевых растворов определяется значением их нормальных потенциалов. В первый момент соприкосновения цинка с раствором происходит энергичное вытеснение меди и мышьяка, затем начинается осаждение кадмия. Одновременно выделяется водород, особенно из кислых растворов. Однако скорость выделения водорода на цинке вследствие высокого перенапряжения меньше скорости цементации кадмия. В процессе цементации все соединения мышьяка в кислом растворе восстанавливаются с образованием мышьяковистого водорода, который является сильнейшим ядом: Цементация кадмия на цинке подчиняется закономерностям мономолекулярной реакции. Процесс делится на два периода, резко отличающиеся один от другого по скорости реакции. В первый период реакция происходит в условиях поляризации электродов; во второй — уже с поляризованными электродами. Константа скорости реакции первого периода в несколько раз превышает константу скорости реакции второго периода. Скорость и полнота цементации кадмия на цинке зависят от ряда факторов: отношения общей поверхности цементирующего металла к объему раствора, степени дисперсности цинковой пыли, начальной концентрации кадмия, pH раствора, температуры, интенсивности перемешивания, концентрации цинка в растворе и пр. Скорость цементации кадмия тем больше, чем выше температура, больше избыток цинковой пыли и выше ее дисперсность, ниже концентрация цинка в растворе. Присутствие в растворе ионов никеля и кобальта замедляет скорость цементации кадмия и может вызвать обратное растворение кадмия из губки. В микрогальванических элементах Cd—Ni, Cd—Co кадмий является анодной составляющей и поэтому переходит в раствор, а на никеле и кобальте протекает разряд ионов водорода. При цементации кадмия большая часть ионов никеля вытесняется цинком из раствора и переходит в кадмиевую губку, в то время как основное количество кобальта остается в растворе. Цементный осадок кадмия получается в виде губчатой массы, которую отделяют от раствора. |