Аппаратура

Для поддержания постоянной разности потенциалов в процессе электролиза применяют реостаты различных конструкций, или специальные автоматические приборы. Разность потенциалов обычно измеряют при помощи вольтметров, включенных параллельно электродам в цепь источника постоянного тока.

В качестве источников постоянного тока в электроанализе используют свинцовые или щелочные аккумуляторы. Для преобразования переменного тока в постоянный применяют выпрямители. Силу тока, протекающего через раствор, измеряют при помощи амперметров, включенных в цепь последовательно.

Электролиз сильно ускоряется при перемешивании и подогревании раствора. Перемешивание раствора можно проводить, пропуская через него воздух или азот, а также с помощью мешалок различных конструкций.

В электрогравиметрическом анализе чаще всего применяют платиновые электроды. Для увеличения скорости выполнения анализа им придают, возможно, более развитую поверхность. В большинстве случаев электроды изготовляют в идее сетчатых цилиндров, вставляемых один в другой. Иногда применяют сетчатый катод и свернутый в спираль анод, а также некоторые другие типы электродов. Они употребляются потому, что платина лучше всего удовлетворяет требованиям, предъявляемым к материалу электродов в электрогравиметрическом анализе.

Эти требования таковы:

1) электроды не должны растворяться ни в процессе электролиза, ни в результате химического взаимодействия с веществами, присутствующими в растворе, в частности с кислотами;

2) образующийся при электролизе осадок должен плотно удерживаться на электроде;

3) электрод не должен изменяться при хранении на воздухе.

При электрогравиметрических методах обычно применяют платиновые электроды (сетчатый катод и свёрнутый в спираль – анод).

При работе с платиновыми электродами следует соблюдать следующие правила:

1. Для определения металлов, образующих при электроосаждении сплавы с платиной (например, Zn, Sn, In), платиновые электроды предварительно покрывают Cu и Cd, которые легко удаляются с поверхности катода.

в)

Рис. Электроды для электрогравиметрического анализа:

а – сетчатый катод и спиральный анод;

б – конический катод и спиральный анод;

в – катод в виде чашки, анод – дисковой

2. Определение нельзя проводить в присутствии ионов хлора, разрушающих, так как последние вызывают заметное разрушение платинового электрода, происходящее в процессе электролиза.

3. Для удаления продуктов электролиза с поверхности платинового электрода следует применять азотную кислоту или смесь азотной и серной кислот без примеси соляной кислоты, чтобы исключить возможность образования царской водки, энергично разрушающей платину. Для удаления двуокиси свинца с поверхности анода применяют разбавленную (1:1) соляную кислоту, которая не должна содержать примеси азотной кислоты. Очистку анода в этом случае проводят на холоду.

4. При электровесовом определении ртути нельзя удалять выделившуюся ртуть путём обработки электрода азотной кислотой, так как часть платины теряется, а поверхность катода становится рыхлой и непригодной для электровесовых определений. Для удаления ртути с поверхности катода рекомендуется нагревать его длительное время в муфельной печи. При этом ртуть с поверхности платины испаряется, а катод остаётся чистым, не рыхлым и пригодным для дальнейших определений. Эту операцию необходимо проводить в вытяжном шкафу с мощной вентиляцией, чтобы избежать отравления парами ртути.

В процессе работы с платиновыми электродами нельзя касаться руками тех частей, которые погружаются в раствор электролита. Электроды берут руками за их верхние части на расстоянии 1 – 2 см от конца. Концы электродов закрепляют в зажиме электродержателя: анод (спираль) – к положительному полюсу (+); катод – к отрицательному (–).

При установке катода его подводят снизу и закрепляют в зажиме держателя так, чтобы анод проходил точно через центр сетчатого цилиндра и не касался его поверхности. Кончик спирали должен немного выступать из-под сетчатого катода.

Электролиз чаще всего проводят при постоянном токе. Для получения постоянного тока обычно используют выпрямитель переменного тока или батарею аккумуляторов (1). Скользящий контакт (2) позволяет регулировать подаваемое напряжение, которое измеряют вольтметром (V). Сила тока контролируется амперметром (А).

Рис. 2.6. Схема установки для проведения электролиза. 1 - источник постоянного тока; 2 - переменное сопротивление (реостат); 3 - магнитная мешалка; 4 - анод; 5 - катод.