Электроды из двуокиси свинца — это просто!

Не для кого не секрет, что платиновые электроды, это наилучший материал, который может быть использован в качестве анода, для проведения электролиза хлоридных растворов с целью получения хлоратов / перхлоратов щелочных металлов.
Но всем так же известно об их не малой стоимости. В качестве альтернативного варианта, можно предложить использовать графитовые электроды покрытые диоксидом свинца. Их долговечность и износостойкость несколько уступает электродам из платины, но если учесть стоимость, то их применение становится более чем оправданным.
В качестве заготовки, были выбраны, сварочные угольные электроды (не путать с обычными!) они предназначаются для автоматизированной резки металлических заготовок.

Найти их можно в специализированных магазинах торгующих сварочным оборудованием.Цена их в вполне приемлема, в районе 1,5 доллара за штуку. Изначально эти электроды покрыты тонким слоем меди, для увеличения электропроводности, и это покрытие перед нанесением диоксида свинца, надо удалить. Процесс удаления крайне прост. Можно стравить азотной кислотой, или в насыщенном растворе хлорного железа.
Первый вариант предпочтительнее. После стравливания медного покрытия, азотной кислотой поверхность
приобретает микропористую структуру, что как раз, и рекомендовано для достижения надёжного сцепления со слоем диоксида свинца. В промышленности этот процесс, специально, осуществляют электрохимическим методом. На следующей фотографии уже подготовленные к покрытию электроды:

К поверхности электродов, после удаления меди, и последующей промывки не рекомендуется прикасаться пальцами. Удобно, в целях избежания загрязнения, оставить подготовленные электроды в ёмкости с дистиллированной водой, непосредственно до начала самого процесса покрытия.
Состав покрывающего раствора и его приготовление. Для нанесения слоя PbO2 был выбран азотнокислый электролит на основе нитрата свинца и нитрата меди.
Непосредственно состав:

   1. Нитрат меди - 50г/л
   2. Нитрат свинца - 250г/л
   3. Азотная кислота до РН=1
                              4. Желатин пищевой быстрорастворимый 0,3...0,4г/л

Для приготовления покрывающего раствора используют только дистиллированную воду! Все реактивы должны быть квалификации не ниже чем «Х.Ч.» или «Ч.Д.А.» В одном литре горячей дистиллированной воды, растворяется с начала желатин, до полного его растворения, а потом все реактивы по списку в указанных количествах. Очерёдность далее не имеет значения. Но азотная кислота добавляется последней, по показанию индикатора рН, непосредственно перед началом процесса.

Нитрат меди и нитрат свинца — являются ядовитыми реактивами!
Работать с ними рекомендуется в резиновых кислотостойких перчатках.
Не допускать попадания во внутрь!

Температура раствора в процессе осаждения должна поддерживаться в пределах +50°С...+55°С. Это важно! При этой температуре получается наиболее качественное покрытие. Это не сложно обеспечить например при помощи водяной бани, которая заранее прогрета до заданной температуры, и в которую помещена сама ёмкость с покрывающим раствором, в которой будет производится осаждение. В моем случае это литровый химический стакан. Катод изготовлен из медного провода диаметром 2,5 мм расположенного в виде спирали по стенкам и дну химического стакана в виде своеобразной «чашечки». Заготовка анода опускается в раствор, укрепленная во вращательной установке и подается напряжение. В качестве источника использовался лабораторный регулируемый блок питания, обеспечивающий регулировку напряжения от 3 до 12 вольт и ток до 10 А. Оптимальная плотность тока находится в пределах 120...180 mА на сантиметр кавдратный площади анода.
Процесс занимает от 30 до 60 минут, в зависимости от толщины покрытия. Оптимально осаждать от 0,5 до 1мм.
Покрытие должно быть плотным и блестящим. Если не использовать вращательную установку то покрытие будет не плотным и будет отваливаться, как на этой фотографии:

На следующих фотографиях показано нормальное покрытие, отработавшее 98 часов при электролизе хлорида калия без видимых разрушений и признаков износа.

Как видите, ничего супер сложного. Необходимо всего лишь соблюдать технологию!

(c) judas 2010