Цементация германием и амальгамами

Германий из сульфатных растворов может быть количественно выделен цементацией щшком. При этом установлено, что в процессе цементации происходит попутное образование летучего гидрида германия GeH4, результатом чего являются значительные потери германия в процессе (до 20 - 40 %). Установлено, что выход гидрида германия увеличивается в присутствии меди и мышьяка. Обнаружено образование гидрида германия в щелочных растворах. Показано, что на цинковых пластинах степень цементации германия выше, чем на цинковой пыли. Сообщается о деполяризующей роли ионов меди при цементации германия железом и оловом из сернокислых растворов. Предложено проводить цементацию германия амальгамой цинка.

Цементация амальгамами имеет ряд отличительных особенностей. Главными из них являются: деполяризующее действие ртути при разряде ионов осаждаемого металла и постоянство площади и характера поверхности амальгамы в процессе цементации. Для металлов, образующих со ртутью амальгамы, активность восстановленной формы их оказывается намного меньше единицы.

В результате этого, как следует из приведенного ниже уравнения, потенциал разряда ионов металла как бы облагораживается, или иначе, металл смещается в ряду напряжений в положительную сторону и занимает несвойственное ему место. Потенциал, при котором происходит разряд ионов осаждаемого металла на поверхности амальгамы, при диффузионном контроле процесса может быть рассчитан: активность металла в растворе; активность металла в амальгаме; действующее значение цементационного тока; предельный ток разряда ионов металла; стандартный потенциал металла, с учетом образования интерметаллических соединений со ртутью (AG-изменение энергии Гиббса при образовании интерметаллического соединения; <р0 - стандартный потенциал металла).

Облагораживающее действие ртути на потенциал разряда ионов металлов позволяет осаждать из растворов амальгамной цементацией металлы, находящиеся в ряду напряжений левее водорода, со значительным выходом по току, или иначе, при небольшом избытке металла-цементатора. Это явление связано с изменением соотношения токов разряда ионов водорода и металла в пользу последних. При этом следует учитывать и то обстоятельство, что перенапряжение выделения водорода на ртути довольно велико.

Вопросы цементации металлов амальгамами. На практике для цементации чаще всего используют амальгамы натрия и цинка. Натрий, например, образует со ртутью амальгамы следующего состава: NaHg4,NaHg2,NaHg,Na 3Hg2, Na3Hg. Одним из недостатков амальгамного способа цементации является сравнительно низкая скорость процесса, связанная с малой величиной площади поверхности амальгамы по сравнению с высокодисперсными порошками, используемыми в обычной цементации. Другой недостаток амальгамного способа цементации связан с необходимостью предпринимать специальные меры предосторожности по технике безопасности при работе со ртутью.