Влияние электрохимических процессов на электроды и формирование осадков
Автор: Ташполотов Ы., Сатыбалдыев А.Б., Ибраимов Т.К.
Журнал: Бюллетень науки и практики @bulletennauki
Рубрика: Естественные науки
Статья в выпуске: 3 т.12, 2026 года.
Бесплатный доступ
Исследовано влияние электрохимических процессов в питьевой воде на перенос микрочастиц и образование осадков при воздействии постоянного электрического поля, создаваемого двумя медными электродами. Эксперименты проводились в электролитической ячейке объёмом 1 л: напряжение изменяли в диапазоне 0–29 В, а межэлектродное расстояние — от 5 до 50 мм. Наблюдались выделение газов на обоих электродах (электролиз воды), формирование вокруг анода рыхлой медной «шубы» и сравнительно слабое загрязнение катода. Установлено, что масса осадка в ряде режимов превышает измеренную потерю массы анода, что указывает на вовлечение компонентов воды в состав продуктов. Для учёта исходной минерализации выполнен рентгенофлуоресцентный анализ растворённых примесей. Предложена физико-химическая интерпретация эффекта: анодное растворение меди (Cu → Cu2+ + 2e−) сопровождается катодным восстановлением воды с образованием OH− и H2, что формирует pH-градиенты в приэлектродных зонах; миграция Cu2+ и перенос OH− приводят к осаждению Cu(OH)2 и последующей трансформации в CuO. Экспериментальные зависимости массы осадка от межэлектродного расстояния и напряжённости поля представлены графически и аппроксимированы простыми аналитическими выражениями, включая обобщённую модель m(d,E), пригодную для оптимизации режимов электроосаждения и оценки параметров процессов очистки водных сред. Отмечено, что аналогичный дисбаланс масс наблюдается и для серебряных электродов, что подтверждает универсальность механизма. Результаты могут быть использованы при проектировании компактных электрофизических установок для селективного извлечения металлов и контроля вторичного загрязнения воды в реальных условиях.
Электролиз воды, медные электроды, перенос частиц, осаждение металлов, увеличение массы осадка
Короткий адрес: https://sciup.org/14134685
IDR: 14134685 | УДК: 541.124: 621.316: 669.295 | DOI: 10.33619/2414-2948/124/03
Influence of Electrochemical Processes on Electrodes and Precipitate Formation
This paper investigates the influence of electrochemical processes in drinking water on the transport of microparticles and the formation of precipitates under a DC electric field generated by two copper electrodes. Experiments were performed in a 1 L electrolytic cell: the applied voltage was varied from 0 to 29 V, and the interelectrode distance from 5 to 50 mm. Gas evolution was observed at both electrodes (water electrolysis), along with the formation of a loose copper “coat” around the anode and comparatively weak fouling of the cathode. It was found that, under a number of operating regimes, the deposit mass exceeds the measured anode mass loss, indicating the incorporation of water components into the solid products. To account for the initial mineralization, X-ray fluorescence analysis of dissolved impurities was carried out. A physicochemical interpretation of the effect is proposed: anodic copper dissolution (Cu → Cu2+ + 2e−) occurs simultaneously with cathodic water reduction producing OH− and H2, which generates pH gradients in the near-electrode regions; migration of Cu2+ and transport of OH− lead to precipitation of Cu(OH)2 followed by transformation to CuO. The experimental dependences of deposit mass on the interelectrode distance and electric-field strength are presented graphically and approximated by simple analytical expressions, including a generalized model m(d,E), suitable for optimizing electroprecipitation regimes and estimating parameters of water-treatment processes. It is noted that a similar mass imbalance is also observed for silver electrodes, supporting the universality of the mechanism. The results can be applied to the design of compact electrophysical units for selective metal extraction and for controlling secondary water contamination under real operating conditions.
