Катод равновесный потенциал при электролизе воды

В технологии электрохимических производств перенапряжение может оказаться как полезным, так и нежелательным. Например, при электролизе воды (растворов щелочи) для получения водорода катодное перенапряжение приводит к бесполезной затрате электрической работы. Если же цель технологического процесса — выделение металла, но одновременно в качестве побочного процесса может идти выделение водорода, то большое перенапряжение водорода полезно, так как оно, затрудняя выделение водорода, снижает бесполезный расход энергии на этот побочный процесс. Например, при электролизе щелочных растворов комплексных солей цинка на катоде должны разряжаться ионы водорода, а не цинка, так как равновесный потенциал водородного электрода менее отрицателен, чем цинкового. Но ионы гидроксония разряжаются на цинке с большим перенапряжением, т. е. при потенциале, гораздо более отрицательном, чем потенциал цинка. Поэтому из раствора при электролизе выделяется цинк. [c.297]

При электролизе с инертными электродами (например, платиновыми) водных растворов большинства солей, оснований и кислородсодержащих кислот происходит реакция разложения воды с выделением водорода на катоде и кислорода на аноде. Однако разложение воды начинается при разности потенциалов, значительно превосходящей э.д.с. обратимого водородно-кислородного элемента. В соответствии с этим выделение водорода на катоде начинается лишь при определенном значении катодного потенциала, более отрицательном, чем равновесный потенциал водородного электрода. Только при этом потенциале возникает заметный ток, возрастающий затем при увеличении приложенного напряжения (рис. 83 по абсциссе отложена величина катодного потенциала, по ординате—плотность тока, т. е. сила тока на единицу поверхности катода). Аналогичные явления наблюдаются на катоде при [c.237]

Рассмотрим подробнее вопрос о потенциале разложения растворов, электролиз которых сопровождается разложением воды. Катодный процесс в этом случае протекает по схеме 4Н 2Нз. Равновесный потенциал катода будет рав- [c.134]

Многие особенности полярографического анализа определяются свойствами ртутного катода. Очень важное значение имеет то обстоятельство, что катодное выделение водорода на ртутном катоде сильно затрудняется высоким перенапряжением. Высокое перенапряжение при выделении водорода на ртутном катоде позволяет выделять электролизом электроотрицательные металлы. В водных растворах ионы водорода и молекулы воды всегда соприкасаются с поверхностью катода. Если бы выделение водорода начиналось при равновесном потенциале водородного электрода, то этот процесс маскировал бы и перекрывал катодное выделение электроотрицательных металлов. Кроме того, для полярографического метода важное значение имеет образование амальгам многих металлов. Растворение многих металлов в ртути указывает на наличие энергии взаимодействия между этими металлами и веществом катода. К электрическим силам, вызывающим разряд катионов, присоединяются химические силы. Это ведет к понижению катодного потенциала выделения таких металлов на ртутном катоде. Как известно, [c.282]

При наложении внешнего напряжения и плавном его увеличении электролиз воды начнется лишь, когда внешнее напряжение превысит равновесную э.д.с. кислородно-водородной цепи. До этого на катоде будут накапливаться электроны, а у катода — катионы Ма+, на аноде — накапливаться положительные заряды, а у анода — анионы 504 . На заряжение двойного электрического слоя электродов требуется очень малое количество электричества. По мере смещения потенциала катода в сторону отрицательных, а потенциала анода в сторону положительных значений концентрация водорода на катоде и кислорода на аноде будет увеличиваться от нуля до предельных значений, выше которых выделяются газообразные продукты электролиза. При этом ток, необходимый [c.216]

При электролизе с инертными электродами (например, платиновыми) водных растворов большинства солей, кислот и оснований происходит реакция разложения воды с выделением водорода па катоде и кислорода на аноде. Однако разложение воды начинается при разности потенциалов, значительно превосходящей э. д. с. обратимого водородно-кислородного элемента. Поэтому выделение водорода на катоде начинается лишь при определенном значении катодного потенциала, более отрицательном, чем равновесный потенциал водородного электрода. Только при этом потенциале возникает заметный ток, возрастающий затем при увеличении приложенного напряжения (см. рис. XXV. 6, а). Аналогичные явления [c.296]

Как видно, равновесный потенциал кислородного электрода отрицательнее равновесного потенциала хлорного электрода. Однако выделение кислорода протекает со значительно более высокой поляризацией, чем выделение хлора (рис. VII. 10), поэтому при малых плотностях тока выделяется лишь кислород, при потенциале Е токи на выделение хлора и кислорода сравниваются, а при потенциале Ej (высокая плотность тока) выделяется в основном хлор. Таким образом, при электролизе раствора Na l на катоде выделяется водород, а на аноде — хлор, т. е. наряду с электролизом воды идет процесс [c.212]

Электрохимический метод основан на концентрировании тяжелой воды. Процесс протекает прп электролизе вследствие различия в потенциалах выделения легкого (протия) и тяжелого (дейтерия) изотопов водорода. Потенциал выделения на катоде дейтерия имеет более отрицательное значение, чем потенциал выделенпл протия за счет более высокого перенапряжения (на 0,1 В) и более отрицат( льного значения равновесного потенциала (на 0,003 В) тяжелого изотопа водорода. Следует учитывать также и то, что содержание тяжелой воды в природной очень мало (1 5000). [c.136]

Следовательно, на аноде с малым перенапряжением должен в первую очередь разряжаться кислород. Однако на графитовых анодах перенапряжение кислорода много выше перенапряжения хлора и поэтому на них будет происходить в основном разряд ионов С1" с выделением газообразного хлора по реакции (а). Выделение хлора облегчается при увеличении концентрации Na l в растворе вследствие уменьшения при этом равновесного потенциала. Это является одной из причин использования при электролизе концентрированных растворов хлорида натрия, содержащих 310 — 315 г/л. На катоде в щелочном растворе происходит разряд молекул воды по уравнению [c.133]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология