ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Организация электрохимического процесса из "Теоретические основы электрохимии" Таким образом, в отличие от протекания химических реакций, где основным условием является наиболее тесное соприкосновение реагирующих веществ в одной фазе (в растворе, расплаве и т. п.), при проведении электрохимического процесса необходимо разделеиие реагентов и образование гетерогенной системы,. в которой переход электронов от одной группы атомов к другой осуществлялся бы через особые каналы (металлические проводники — электроды). Развитая поверхность электродов как бы увеличивает вероятность взаимодействия электронов с определенными группами атомов или ионов. [c.10] При осуществлении электрохимического процесса понятие системы включает не одну, а, по крайней мере, две или несколь- ко соприкасающихся между собой фаз, которые разделены четкими поверхностями, при этом реагирующий компонент под влиянием тока существенно меняет свои свойства (например, при электроосаждении или ионизации металлов) либо образует совершенно новую фазу, отличную от исходных (выделение газообразных веществ на металлических электродах). [c.10] Электрод, на котором идет процесс приобретения электронов частицами вешества, носит название катода. Электрод, с которого электроны переходят во внешнюю цепь, называется анодом. [c.11] По предложению М. Фарадея (1833 г.), положительно заряженные атомы (Н+, Сц2+ РеЗ+ и др.) получили название катионов, отрицательно заряженные (С1 , ОН , 504 и т. п.) —анионов. При пропускании постоянного электрического тока частицы, несущие заряд, направляются к соответствующим электродам анионы к аноду, катионы к катоду. Здесь вследствие взаимодействия ионов с электронами (с отдачей или приобретением электронов) вещество либо выделяется в виде нейтральных атомов или молекул, либо перезаряжается. [c.11] В основе всякого электролиза, следовательно, лежит разделение единого процесса на два элементарных электрохимических электродных акта, представляющих собой реакции электрона с ионом или нейтральной молекулой. Осуществление такого течения реакции, при котором система и среда обмениваются электрической энергией, мы и будем называть организацией электрохимического процесса. При этом, если суммарная реакция протекает с выделение.м электрической энергии, система носит название гальванического элемента если же процесс сопровождается поглощением энергии, систему называют электролитной ванной или электролизером (эти же названия сохраняются и для ячеек, в которых осуществляется соответствующий электрохимический процесс). [c.11] В данном примере суммарная реакция идет с выделением электроэнергии, т. е. мы имеем дело с гальваническим элементом. [c.11] Приведенная система представляет собой электрохимическую ячейку, работающую с поглощением электроэнергии. В данном примере мы имеем дело с электролитной ванной для рафинирования (очистки) серебра. [c.12] В итоге в католите будут накапливаться продукты восстановления, а в анолите — окисленные вещества. В общем случае процесс потери электронов — окисление — протекает на аноде процесс приобретения электронов — восстановление — на катоде. [c.12] Таким образом, отличительным признаком всякого электрохимического процесса, протекающего на границе фаз электрод — электролит 1В гальванических элементах или электролитных ваннах, является непременное участие электрона. Электрохимия— отрасль химической науки, изучающая наиболее общие законы прев ращения веществ в электролитах и на границе фаз электрод — электролит при поглощении либо отдаче молекулами, атомами или ионами электронов. Именно электронный переход и реакция между ионами и электронами на границе металл— раствор определяют наблюдаемые при электролизе превращения электрической энергии в новые химические вещества в электролитных ваннах либо глубокие качественные превращения вещества на полюсах элементов с возникновением электрического тока. Нетрудно заметить, что механизм электрохимических процессов существенно отличается от обычной картины химического превращения материи. [c.12] В электрохимических системах имеют дело с проводниками первого рода, в которых электрический ток переносится электро-иами, и с проводниками второго рода, в которых наблюдается исключительно ионный перенос электрического тока. К провод-ликам первого рода, или электронным проводникам, относят все металлы и сплавы, графит, уголь, а также некоторые твердые ОКИСЛЫ, карбиды и сульфиды металлов. Металлические проводники состоят из положительно заряженных ионов и отрицатель--но заряженного газа , образованного коллективизированными электронами. Этот газ равномерно заполняет все пространст--во между ионами. [c.13] Согласно электронной теории, протекание тока в проводниках первого рода сопровождается различными физическими явлениями (нагревание, намагничивание и т. д.), но не приводит к химическим изменениям. Электропроводность таких проводников относительно очень высока. [c.13] Ниже приведена удельная электропроводность некоторых материалов при 18°С. [c.13] КС1 (1-н. раствор). [c.13] Здесь хи Х18 — удельные электропроводности при температурах t и 18 °С а — температурный коэффициент. [c.13] Примеси также уменьшают электропроводность проводников первого рода. [c.14] Системы, (Проводящие ток электролитически, т. е. с участием ионов — материальных частиц, несущих положительные или отрицательные заряды, называют электролитами, или проводниками второго рода . В соответствии с приведенным определением весьма часто и растворенное вещество, способное диссоциировать на ионы, называют электролитом. [c.14] Электролитические проводники делят на две группы а) вещества, обладающие электролитической проводимостью в чистом состоянии (расплавленные соли, твердые галогениды некоторых металлов, вода, спирты и многие подобные органические растворители), и б) растворы одного или нескольких веществ в воде и других полярных растворителях. [c.14] Промежуточное положение занимают смешанные проводники, в которых ток переносится с участием электронов и попов. Примерами смешанных проводников служат некоторые твердые соединения металлов (АдгЗ, 2пО, СпгО и др.), а также концентрированные растворы щелочных и щелочноземельных металлов в жидком аммиаке. Рассмотрение такого рода проводников выходит за рамки данного курса. [c.14] Электрические единицы включены в Международную систему единиц СИ . В этой системе единиц сила измеряется в ньютонах (н), заряд (количество электричества) в кулонах (к),, длина — в метрах [м), масса в килограммах (кг), время в секундах (сек). Сила в 1 н сообщает покоящемуся телу массой в 1 кг ускорение, равное 1 м в секунду за секунду 1 н = 1 кг - 1 м1се1 . Сила в 1 н на пути в 1 м совершает работу в джоуль . I дж = I н -1 м. [c.15] Выражая работу электрического тока через количественный-фактор Q и фактор интенсивности Е, можно определить электрические единицы следующим образом. [c.15] Вернуться к основной статье