1 

ĆWICZENIE 1 

 

Otrzymywanie proszków metali nieżelaznych: Cu i Ag, w wyniku 

elektrolizy z roztworów wodnych. 

 
 
1. Metody wytwarzania proszków. 
 
Wytwarzanie proszków obejmuje zespól procesów mechanicznych i fizykochemicznych, które 
mają na celu uzyskanie określonego materiału w postaci proszku. Proszek może być produktem 
mechanicznego  rozdrobnienia  materiału  bez  zmiany  jego  składu  chemicznego  lub  produktem 
reakcji  chemicznych  z  innych  substancji.  Obecnie  z  każdego  metalu  o  znaczeniu  technicznym 
można uzyskać proszek.  

Metody wytwarzania proszków: 

 

mechaniczne 

 

fizykomechaniczne 

fizyczne 

chemiczne 

 

fizykochemiczne 

- mielenie 
- kruszenie 
- rozbijanie 

- obróbka 

skrawaniem 

- rozpylanie 
- granulacja 
 

- odparowanie 
i     
kondensacja 
 

- redukcja tlenków 
i innych związków 
- dysocjacja 
tlenków 
i innych związków 
korozja między- 
krystaliczna 
- samo rozpad    
- hydrogenizacja - 
dehydrogenizacja 

-  redukcja metalo-

termiczna soli 

-  redukcja roztworów 

wodnych 
soli wodorem 

-  redukcja roztworów 

wodnych soli przez 
wypieranie 

- elektroliza 

roztworów wodnych 
soli 

-  elektroliza 

stopionych soli 

-  synteza i dysocjacja 

karbonylków 

-  zol - żel 

 

 

 
 
2. Otrzymywanie proszku miedzi i srebra metodą elektrolizy. 
 
Proszki  miedzi  i  srebra  otrzymuje  się  metodą  elektrolizy,  gdzie  reduktorem  (dostarczenie 
elektronów) jest prąd elektryczny. Proszki miedzi otrzymuje się metodą elektrolizy kwaśnych 
roztworów  siarczanu  miedzi,  a  proszki  srebra  metodą  elektrolizy  roztworu  azotanu  srebra. 
Metal lub przewodnik elektronowy zanurzony w roztworze elektrolitu nazywa się elektrodą. 
W  każdym  procesie  elektrochemicznym  bierze  udział  co  najmniej  jedna  para  elektrod. 
Reakcję  elektrodową,  w  której  elektrony  są  substratami  nazywamy  reakcją  katodową.  W 
reakcji katodowej zachodzi zawsze redukcja. Elektrodę, na której zachodzi reakcja anodowa 
nazywamy anodą. Cechą reakcji anodowej jest utlenianie substancji. 

 

Elektrolityczne  otrzymywanie  metali  może  odbywać  się  w  roztworach  wodnych  lub  solach 
stopionych. 

 

2 

Proszki miedzi otrzymuje się metodą elektrolizy kwaśnych roztworów siarczanu miedzi, a proszki 
srebra metodą elektrolizy roztworu azotanu srebra 

 
Rozkład roztworów związków metali lub ich soli pod wpływem przepływu prądu stałego 
zachodzi zgodnie z zależnością: 

  

  

    

 

    

 

 
W przemysłowych procesach elektrolizy z roztworów wodnych  rozróżnia się dwa sposoby 
przeprowadzenia procesu: 
 

z anodą nierozpuszczalną 

Podczas wytwarzania proszków w metodzie elektrolitycznej z nierozpuszczalną anodą 
źródłem jonów metalu jest elektrolit. W tej metodzie anoda wykonana jest np. z grafitu, stali 
kwasoodpornych lub aluminium. W wyniku procesu elektrolizy, masa anody nie zmienia się 
w czasie elektrolizy; zmianie ulega skład chemiczny elektrolitu. 

 

Elektrolizer z anodą nierozpuszczalną schematycznie można przedstawić następująco: 
 

Pb, PbO

2

|(Cu

2+

, S0

4

- 

, H

2

0)| Cu 

 
Pb,  PbO

2

 przedstawiają tutaj nierozpuszczalną anodę ołowiową, na  której wydziela 

się podczas elektrolizy tlen. 
 
Reakcje anodowe i katodowe przebiegają zgodnie z równaniami: 
 

H

2

O = 2H

+

 + 0,5 O

2

 + 2e 

Cu

2+

 + 2e = Cu 

 

Sumaryczna reakcja chemiczna w elektrolizerze:  
 

 

Cu

2+

 + H

2

O = Cu + 0,5 O

2

 + 2H

+

 

 
Zmiana entalpii swobodnej tak napisanej reakcji jest większa od zera (



G°>0), co oznacza, 

że proces nie zachodzi samorzutnie w kierunku z lewej strony na prawą. 
 
 

 

 

 

 

z anodą rozpuszczalną 

Podczas wytwarzania proszków w metodzie elektrolitycznej z rozpuszczalną anodą źródłem 
jonów metalu jest anoda wykonana z metalu poddawanego elektrolizie. W wyniku procesu 
elektrolizy, masa anody zmniejsza się w wyniku jej rozpuszczania, a skład chemiczny 
elektrolitu zmienia się nieznacznie. 
 

 

3 

2.1 Otrzymywanie proszku miedzi metodą elektrolizy (proces z rozpuszczalnymi anodami – 
elektrorafinacja) 
Przykładem  elektrolizera  z  anodą  rozpuszczalną  jest  wanna  do  elektrorafinacji  miedzi. 
Zachodzą tam reakcje: 

 

Cu = Cu

2+

 +  2e (anoda) 

Cu

2+

 + 2e = Cu (katoda) 

 
Dodając do siebie obie reakcje elektrodowe otrzymamy: 
 

Cu

A

 = Cu

K

 

 
Czyli jedynym efektem obserwowanym jest przenoszenie miedzi z anody (A) na katodę (K). 
W praktyce w procesie elektrolizy stosujemy napięcie 3 V, potrzebne do pokonania oporów 
omowych  i  napięć  na  elektrodach.  Pod  wpływem  przepływającego  przez  elektrody  prądu 
następuje  roztwarzanie  metalu  z  anody  w  elektrolicie,  a  następnie  wydzielenie  metalu  na 
katodzie.  Metal  z  anody  przechodzi  do  roztworu  w  postaci  kationów,  które  ulegają 
zobojętnieniu  w  przestrzeni  katody  i  osadzają  się  na  jej  powierzchni.  W  zależności  od 
gęstości prądu oraz stężenia elektrolitu można uzyskać różny stopień granulacji proszku. 
 

 
Elektrorafinacja miedzi: 
Skład elektrolitu: 
koncentracja miedzi Cu:  

10-18 g/l 

koncentracja H

2

SO

4: 

 

130-200 g/l 

 
 
Temperatura:                35-50 

◦

C 

 

Gęstość prądu:    
- gęstość katody:  

4026 A/m

2 

           

- gęstość anody:  

420  A/m

2 

 
Powstający osad na katodzie strąca, a następnie poddaje się go płukaniu, suszy w suszarkach 
próżniowych i w kolejnym etapie redukuje wodorem. W rezultacie uzyskuje się proszek o 
kształcie dendrytycznym i wielkości poniżej 45 μm i zawartości Cu powyżej 99,9%. 

 

2.2 Otrzymywanie proszków srebra metodą elektrolizy (proces z rozpuszczalnymi anodami – 
elektrorafinacja) 

 

Analogiczne reakcje zachodzą w przypadku srebra: 
 

Ag = Ag

+

 +  e (anoda) 

Ag

+

 + e = Ag (katoda) 

 
Dodając do siebie obie reakcje elektrodowe otrzymamy: 
 

Ag

A

 = Ag

K

 

 

Także w tym przypadku stosuje się napięcie 1 do 1,3 V potrzebne do pokonania oporów i 
napięć na elektrodach. 
 
 
 
 

 

4 

3. Otrzymywanie proszków miedzi i srebra metodą elektrolizy (proces z rozpuszczalnymi 
anodami – elektrorafinacja): 
 
Elektrorafinacja srebra: 
 
Skład elektrolitu: 
koncentracja  Ag      -  60 g/l 
koncentracja HNO

3

  - 130 g/l 

temperatura:               35 – 45 

◦

C 

 

Gęstość prądu: 
- gęstość katody:         1000 – 2000 A/m

2

 

 
 

Metodą  elektrolizy  możliwe  jest  wytworzenie  proszków  większości  metali,  a  otrzymany 
materiał  charakteryzuje  się  bardzo  wysoką  czystością  i  dobrymi  własnościami  (dobrą 
formowalnością i aktywnie się spiekają). 

 
Schemat procesu: 

 

 
 

Teoretyczna masa miedzi (I Prawo Faraday’a): 

 

 

 

 

m = k · I · t 

m – teoretyczna masa miedzi [g], k – równoważnik chemiczny, I – natężenie prądu [A], t – czas procesu[s] 

 

Wydajność procesu elektrorafinacji metali określa współczynnik wydajności prądowej: 

 

 

 

 

        

 

           

        



Przy prawidłowo dobranych parametrach, sprawność metody jest większa od 70%.

 

 
Sprawozdanie: 
 
Opisać proces otrzymywania proszków srebra i miedzi metodą elektrolizy.  
Przedstawić schemat procesu (elektrolizera). 
Obliczyć teoretyczną ilość srebra / miedzi, jaka powinna wydzielić się na katodzie. 
Obliczyć wydajność elektrolizy w oparciu pomiar masy wydzielonego osadu katodowego lub 
ubytku masy anody. 

 

   ANODA (+)      KATODA (-)      ANODA (+)