ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Короткозамкнутый амальгамный элемент из "Производство хлора а каустической соды методом электролиза с ртутном катодом" Протекает очень медленно вследствие высокого перенапряжения водорода на ней (см. главу II, стр. 30). Чем быстрее идет этот процесс, тем меньше должно быть ртути в кругообороте и тем компактнее может быть аппаратура для проведения реакции. [c.80] Первый процесс обратим и протекает с большими скоростями ток обмена этой реакции велик. Как и при электролитическом осаждении натрия на амальгамном катоде, необратимость процесса ионизации натрия состоит лишь в концентрационной поляризации, т. е. обусловлена медленной подачей натрия к поверхностному слою амальгамы. [c.80] Ток обмена второй реакции мал и для ведения ее с нужной скоростью требуется уменьшить перенапряжение водорода. Это возможно при осаждении на поверхности амальгамы металла, обладающего низким перенапряжением водорода, малорастворимого в ртути и плохо смачиваемого ею. Как упоминалось выше, такой металл образует микрокатоды, на которых происходит выделение водорода с одновременным переходом натрия из амальгамного электрода в раствор. Таким образом, систему составляет множество гальванических микроэлементов, электродвижущая сила которых Е определяется изменением свободной энергии при взаимодействии натрия с водой. [c.80] Если известна величина Е и определена зависимость поляризации электрода от плотности тока, сила тока короткого замыкания микроэлемента может быть найдена графически (рис. 28). [c.81] Точка пересечения поляризационных кривых отвечает максимальному току короткого замыкания. Дальнейшее увеличение силы тока требует приложения внешней э. д. с. тогда гальванический элемент превращается в электролизер. [c.81] Разумеется, такое превращение нельзя осуществить с микроэлементами. [c.81] Ускорение разложения амальгамы натрия посторонними металлами, осажденными на ее поверхности, например ванадием, молибденом, вольфрамом [379, непригодно для рассматриваемого процесса, так как эти металлы могут попасть в электролизер и усилить разряд водорода. Вследствие этого оосторонний электрод применяют как отдельный макроэлектрод. [c.81] Если электроды даже замкнуть погружением графита в амальгаму, то сохранится некоторый измеримый путь тока по проводникам первого рода и какое-то внешнее сопротивление замыкания, которое может быть измерено по перепаду напряжения между амальгамой и графитом. [c.82] Сохранится также сопротивление электролита — проводника второго рода. [c.82] Когда электроды амальгамного гальванического элемента замкнуты накоротко, нельзя непосредственно измерить силу тока короткого замыкания. Но даже в случае разомкнутых электродов измерение силы Протекающего тока затруднительно, так как измерительный прибор, включенный в цепь, всегда имеет собственное сопротивление, которое влияет на силу тока элемента. [c.82] При непосредственном контактировании электродов, происходящем при погружении графита в амальгаму натрия, прямое измерение силы тока замкнутого элемента невозможно и ее определяют косвенно по количеству выделяющепося водорода или по изменению концентрации амальгамы или щелочи. Исследования, проводимые такими методами, трудоемки и не всегда дают воспроизводимые результаты, поскольку отсутствует контроль за постоянством сопротивления замыкания. [c.82] Силу тока короткого замыкания можно измерить пользуясь методом,предложенным Волковым и Клица [380]. Схема измерений представлена на рис. 29. Источник постоянного тока С через реостат Н и амперметр А включают последовательно с амальгамным элементом К. Напряжение источника достаточно, чтобы преодолеть сопротивление всей внешней цепи при силе тока, превышающей ток короткого замыкания элемента К. Полюсы амальгамного элемента К замкнуты нулевым гальванометром Г. [c.82] Г — гальванометр А — амперметр Я — реостат. [c.82] Если при измерении по описанной схеме через амальгамный элемент пропустить ток, меньший тока короткого замыкания, стрелка гальванометра Г отклонится на величину, соответствуюш.ую остаточной э. д. с. элемента при данном токе. Это положение справедливо, когда сопротивление гальванометра достаточно велико и током, протекающим через него, можно пренебречь. [c.83] При увеличении силы тока сверх той, которая соответствует току короткого замыкания, гальванометр покажет напряжение, необходимое для пропускания через элемент более сильного тока. Таким образом, пользуясь описанной схемой, можно измерить зависимость плотности тока в элементе как от приложенной извне э. д. с., так и от э. д. с., которую элемент может отдавать во внешнюю цепь. [c.83] Схема позволяет также исследовать влияние какого-либо параметра на скорость процесса без изменения этого параметра при условии, что известно влияние, оказываемое выбранным параметром на э. д. с. элемента. Так, проводя опыт с амальгамой некоторой концентрации, можно измерить силу тока амальгамного элемента при наличии на гальванометре разности потенциалов. Поскольку известна зависимость э. д. с. от концентрации амальгамы, нетрудно пересчитать, каково влияние изменения концентрации амальгамы на плотность тока короткого замыкания [381]. [c.83] Е д — стандартный потенциал водородного электрода в щелочном растворе = —0,828 в. [c.83] Эти данные полезны для приближенной оценки э. д. с. в практических условиях. [c.84] В табл. 18 приведены данные Балея [383] о электродвижущей силе амальгамного элемента. [c.84] Вернуться к основной статье