Макет страницы
§2. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ВЕЩЕСТВ ПОРОШКООБРАЗНЫМИ МЕТАЛЛАМИ, АМАЛЬГАМАМИ И ДРУГИМИ ВОССТАНОВИТЕЛЯМИ
Возможность восстановления ионов металлов или неметаллов другими металлами может быть определена по уравнению Нернста. Для качественной оценки можно пользоваться рядом напряжений, составленным на основе стандартных электродных потенциалов окислительно-восстановительных систем.
При получении металлов восстановлением их ионов более активными металлами необходимо учитывать следующее:
1. Разность в электродных потенциалах восстанавливаемого металла и металла-восстановителя. Чем больше эта разность, тем легче идет процесс восстановления. Если использовать такие активные восстановители, как щелочные и щелочноземельные металлы, то в растворах наряду с ионами металлов восстанавливаются ионы водорода и образуются щелочи. Поэтому наиболее часто в качестве восстановителей используют цинк, кадмий или алюминий. Для восстановления меди, ртути и других подобных металлов можно воспользоваться железом.
2. Крупинки восстановителя должны быть мелкими (1—2 мм). С большими крупинками реакция идет медленно. Они покрываются выделяющимся металлом, через который диффундируют ионы восстанавливаемого металла и металла-восстановителя.
3. Наличие оксидных пленок на поверхности восстановителя. Эти пленки имеются практически на всех металлах. Они с разной скоростью растворяются в слабокислых растворах солей, но существенного влияния на скорость взаимодействия металлов с растворами солей не оказывают. Для получения металлов таким способом к раствору соответствующей соли, взятой в избытке, добавляют металл-восстановитель. Раствор взбалтывают и оставляют на несколько часов или дней. Затем порошкообразный осадок отфильтровывают, промывают водой, спиртом и высушивают. Полученные металлы (медь, серебро, платиновые металлы) желательно промыть разбавленной кислотой.
Амальгамы, например, щелочных и щелочноземельных металлов обладают более сильными восстановительными свойствами. Но при недостатке в приэлектродном слое ионов металла восстанавливаются ионы водорода, в растворе образуется свободная щелочь, под действием которой ионы многих металлов дают осадки гидроксидов. Этот метод применим и для получения растворов или осадков солей металлов, находящихся в низшей степени окисления (например, Fe + 2, Cr + 2, V+3, Mo + 3 и т. д.):
2CrCl3 + Zn = 2CrCl2 + ZnCl2
Значительным неудобством метода является то, что соль получается в смеси с другой солью. Поэтому желательно в качестве восстановителя брать металл, однотипный с восстанавливаемым ионом, например:
