Медь, перенапряжение выделения водорода

В качестве примера можно указать на коррозию цинка, содержащего небольшие примеси н<елеза илн меди, в соляной или в разбавленной серной кислотах. При содержании в цинке сотых долей процента какого-либо из этнх металлов скорость взаимодействия его с указанными кислотами в сотни раз выше, чем в случае цинка, подвергшегося специальной очистке. Это объясняется тем, что перенапряжение выделения водорода на меди и на железе нн) .е, чем на цин ке, а лимитирующей стадией (см. 61) реакции [c.556]

Включения инородного металла очень малы. Такие включения практически не изменяют величину потенциала основного металла в данном растворе. В этом сл чае ускорение коррозии может наблюдаться, если перенапряжение окислительной полуреакции на металле включения меньше, чем на основном металле. В качестве примера можно указать на коррозию цинка, содержащего небольшие примеси железа или меди, в соляной или в разбавленной серной кислотах (рис. 38.6). При содержании в цинке сотых долей процента какого-либо из этих металлов скорость взаимодействия его с указанными кислотами в сотни раз выше, чем в случае цинка, подвергшегося специальной очистке. Это объясняется тем, что перенапряжение выделения водорода на меди и на железе ниже, чем на цинке, а лимитирующей стадией реакции [c.688]

При катодном выделении цинка природа материала подложки оказывает существенное влияние. Установлено, что в качестве катодов для выделения цинка необходимо использовать электроды из металлов с высоким перенапряжением выделения водорода, такие как алюминий и медь. [c.109]

Растворение цинка и переход его в раствор в виде ионов происходят на месте, которое приобретает отрицательный потенциал. На месте выделения водорода потенциал положительный. Возникает местный короткозамкнутый элемент. Однако перенапряжение выделения водорода на цинке велико, и скорость коррозии ограничена замедленностью стадии разряда ионов водорода. В случае примеси меди с низким перенапряжением выделения водорода скорость растворения увеличивается за счет ускорения разряда ионов водорода. [c.38]

Ранее уже было сказано, что свинец может существовать в растворах серной кислоты только благодаря тому, что водород выделяется на нем с очень большим перенапряжением. Но если на поверхность свинца попадут частицы металлов, на которых перенапряжение выделения водорода меньше, чем на свинце, то водород, вытесняемый свинцом из раствора, начнет выделяться на них, а свинец будет переходить в раствор. При заряде использование тока на выделение свинца упадет, так как ток начнет тратиться на выделение водорода. Чтобы избежать этих вредных явлений, необходимо при изготовлении аккумуляторов применять все материалы только высокой степени чистоты, в первую очередь, не содержащие железа, меди и других металлов с низким перенапряжением для выделения водорода. Но присутствие одного из таких металлов — сурьмы — избежать трудно. Она обычно входит в состав сплава токоотводов (решеток), на которые наносятся активные массы. При заряде сурьма из токоотвода положительного электрода переходит в раствор и затем отлагается на поверхности отрицательного электрода. Чтобы повысить перенапряжение выделения водорода на сурьме, в электролит или в активную массу добавляют специальные вещества — ингибиторы, в частности а-оксинафтойную кислоту. Это значительно уменьшает саморазряд и газовыделение в аккумуляторах. Саморазряд положительного электрода возникает, в основном, в случае загрязнения электролита веществами, способными окислиться в контакте с РЬОг, в частности, ионами железа, как это описано для марганцево-цинковых элементов. ГОСТ 959-0—71 допускает для автомобильных аккумуляторов потерю емкости от саморазряда не более 10% за 14 сут хранения при 20 5°С. Поскольку саморазряд, в основном, происходит из-за растворения свинца в серной кислоте, то естественно, что с ростом температуры и концентрации кислоты в электролите саморазряд увеличивается. [c.364]

Подобным же путем можно отделить железо и хром от урана, бериллия, циркония и тория молибден от ванадия кадмий от магния медь от алюминия и т. д. При электролизе нейтральных растворов их солей на ртутном катоде могут быть выделены щелочные и щелочноземельные металлы. При этом образуются амальгамы, которые легко разлагаются водой с образованием гидроокисей этих металлов. Выделение этих наиболее электроотрицательных металлов было бы невозможно, если бы перенапряжение выделения водорода на ртути не было бы столь велико. Легкость, с которой эти металлы образуют амальгаму, используется при электроаналитических определениях для отделения их от других катионов. [c.280]

Емкость твердых электродов измерялась со специальной целью изучения двойного слоя, а также в связи с исследованиями перенапряжения выделения водорода и кислорода и измерениями фарадеевского импеданса. По этой проблеме не было опубликовано ни одного подробного обзора, но детальное обсуждение вопроса и соответствующие ссылки можно найти в обзорах Фрумкина по кинетике электродных процессов [24, 31, 41]. Список литературы в конце этой главы ни в коем случае нельзя считать исчерпывающим, хотя он характеризует объем работ. Этот список не охватывает измерений дифференциальной емкости, которые осуществлялись с целью исследования фарадеевского импеданса исключение сделано для данных по водородному и кислородному электродам. В списке приведены ссылки на работы, касающиеся следующих металлов платины [30, 42— 68], иридия и родия [69, 70], свинца [47, 54, 71—77], кадмия [77, 78], таллия [79], цинка [80, 81], никеля [82, 83], меди [61, 84], серебра [61, 85] и золота [86]. Измерения на таких металлах, как алюминий и тантал, осложнены вследствие образования анодных пленок соответствующие работы здесь не рассматриваются. [c.143]

Этот процесс протекает быстро, поскольку перенапряжение выделения водорода на меди невелико. [c.523]

Амальгамирование поверхности меди увеличивает перенапряжение выделения водорода в такой степени, что работа гальванического элемента практически прекращается. [c.523]

Катионы, разряжающиеся на катоде при более положительном потенциале, чем потенциал ионов № (ионы железа, меди и др.), обычно присутствуют в католите в ничтожных количествах и практически их можно не учитывать. Перенапряжение выделения водорода на различных материалах будет рассмотрено на стр. 85. [c.31]

Из более доступных. материалов сравнительно небольшим перенапряжением выделения водорода характеризуются железо, никель, кобальт, медь. Наиболее высокое перенапряжение выделения водорода наблюдается на цинке, свинце, ртути 51-54 [c.83]

Качество рениевых покрытий и их свойства, в том числе антикоррозионные, улучшаются при введении легирующей добавки других металлов — меди, никеля, кобальта, хрома. Одновременно увеличивается катодный выход металла по току, что связано с повышением перенапряжения выделения водорода. [c.166]

Перенапряжение выделения водорода сравнительно невелико на технической стали, никеле, кобальте, меди. [c.18]

В этих процессах стальное днище выполняет функции не катода, а механической основы и токопровода к жидкому металлическому катоду из ртути, расплавленного свинца или меди. Высокое перенапряжение выделения водорода на ртути и эффект деполяризации разряда ионов натрия при образовании амальгамы натрия позволяют осуществить с высоким выходом по току разряд ионов щелочного металла при электролизе водных растворов. При разложении амальгамы натрия водой в специальном разлагателе образуется щелочь и осуществляется регенерация чистой ртути. Особенности таких катодов подробнее будут рассмотрены в следующих главах. [c.19]

Активационная поляризация определяет также кинетику осаждения или растворения металла. Она мала для таких металлов, как серебро, медь, цинк, но возрастает для металлов переходной группы, например железа, кобальта, никеля, хрома (см. табл. 4.1). Природа анионов электролита больше влияет на перенапряжение процессов разряда и ионизации металла, чем на реакцию выделения водорода. [c.53]

Кадмиево-таллиевая губка неустойчива. Таллий легко переходит обратно в раствор в результате окисления. Если в растворе, откуда цементируют таллий, есть металлы с низким перенапряжением водорода (такие, как медь и никель), возможно обратное растворение губки с выделением водорода. Если к раствору добавить поверхностноактивное вещество типа полиэтиленового эфира (10—30 мг/л), особенно в смеси с защитными коллоидами (рыбным клеем), то резко увеличивается устойчивость губки, получается при цементации крупнозернистый хорошо фильтрующийся осадок и уменьшается расход цинковой пыли [188]. Для извлечения таллия кадмиево-таллиевую губку растворяют в серной кислоте из раствора, добавляя Nal или КгСгаО,, осаждают таллиевый концентрат, который затем перерабатывают по уже описанным схемам. [c.352]

В электролите, вероятно, присутствуют ионы Н+, К+, Нр2 , Р . Для катодного процесса выделения водорода на используемых катодах из мягкой стали или меди характерно высокое перенапряжение. Повыщенным перенапряжением характеризуется и процесс выделения фтора на графитовом аноде из-за покрытия его поверхности тонким слоем твердых фторидов углерода. [c.246]

Наряду с показанной на рис. 20.11 возможностью уменьшения перенапряжения при катодном выделении водорода можно также, например добавлением меди в сплавы свинца, уменьшить затрудненность восстановления кислорода. Поскольку при этом достигаются более положительные потенциалы, такие легирующие элементы могут быть весьма эффективными. Действие в таком же направлении оказывает, например платина, несколько менее выраженно действует палладий напротив, золото практически не дает эффекта [43]. [c.399]

Следует, однако, указать и на оборотную сторону медали. Расширение области идеальной поляризуемости, которая обычно ограничена потенциалами реакций электрохимического разложения растворителя (в воде — катодного выделения водорода и анодного вьщеления кислорода), стало возможно за счет увеличения перенапряжения указанных реакций. А это может явиться следствием меньшей электрохимической активности алмаза, как электродного материала, по сравнению, например, со стеклоуглеродом и подобными материалами. Этот вывод, вообще говоря, подтверждается исследованием кинетики многих электрохимических реакций на алмазе (см. ниже, раздел 6.1). Таким образом, оценка электродных [c.24]

При наличии даже небольших примесей, так называемых амальгамных ядов, доля тока, расходуемая на выделение водорода, в производственных условиях часто возрастает на один-два порядка. Действие амальгамных ядов объясняют восстановлением их до металла и образованием на поверхности амальгамы мест с низким перенапряжением водорода. К амальгамным ядам относятся металлы с низким перенапряжением водорода, нерастворимые или малорастворимые в ртути и плохо смачиваемые амальгамой. Наибольшим действием из практически встречающихся ядов обладают ванадий, хром, германий и молибден [24—31]. В меньшей мере в качестве катализаторов разложения выступают такие примеси как железо, никель, кобальт, вольфрам. Малое влияние на процесс разложения оказывают примеси кальция, бария, магния и алюминия [32]. Считается, что примеси серебра, свинца, цинка, марганца и меди не влияют на скорость реакции разложения амальгамы, а примеси бора, кремния, фосфора и олова могут действовать как ингибиторы разложения [33, 34]. [c.38]

Однако водород выделяется на цинке с большим перенапряжением, что тормозит эти процессы и практически позволяет использовать цинк в качестве отрицательного электрода. Если на поверхности пинка будут присутствовать металлы, на которых перенапряжение для выделения водорода меньше, чем на. цинке (например, медь, железо), то водород будет выделяться на этих металлах, и коррозия цинка резко усилится. Появление таких металлов может иметь место при использовании цинка или электролита недостаточной чистоты. Цинк, как металл электроотрицательный, вытесняет более благородные металлы из раствора, и они осаждаются на его поверхности, усиливая саморазряд. Наличие в электролите железа н других металлов переменной степени окисления может вызвать саморазряд как отрицательного, так и положительного электродов. На положительном электроде ионы железа будут окисляться до Ре +, на что будет расходоваться МпОг. Диффундируя к отрицательному электроду, ионы Ре + будут в контакте с цинком восстанавливаться до Ре + (или до металла), на что будет расходоваться цинк. Коррозия цинка в присутствии кислорода может происходить и без выделения водорода [c.326]

Другой разновидностью ДСК-электродов, имеющей большое значение, являются вентильные электроды. Под ними понимают двухслойные электроды, мелкопористый запорный слой которых со стороны электролита вьшолняется из материала, характеризующегося при электролизе высоким перенапряжением, например из меди. Если на такой вентильный электрод, схематически представленный на фиг. 12г, наложить, используя любой противоэлектрод, катодную нагрузку при напряжении, несколько превышающем обратимую эд. с. Е = 1,23 в, то в равновесных порах рабочего слоя на газовой стороне электрода, обладающих благодаря каталитической активности стенок минимальным перенапряжением, начнется электролитическое выделение водорода. Водород не может улетучиваться в электролит, так как в узких порах запорного слоя создается слишком высокое капиллярное давление. Поэтому сухой водород поступает к тыльной стороне электрода под давлением, равным капиллярному давлению в запорном слое. Выделяющийся при эксперименте Нг имел давление до [c.96]

Именно поэтому растворение цинка в кислоте ускоряется, если привести его в контакт с металлической медью в образующейся гальванической паре водород с большей скоростью выделяется на меди, характеризующейся меньшим перенапряжением выделения водорода. Если же цинк привести в контакт со свинцом, то это не повлияет на скорость его растворения в кислоте водород по-прежнему будет выделяться на цинке, поскольку здесь перенапряжение выделения водорода меныне, чем на свинце. [c.125]

Процесс коррозии резко возрастает при использовании в элементах цинка с примесями металлов, имеющих низкое перенапряжение выделения водорода, или электролитов, загрязненных солями таких металлов. Источником загрязнений может быть двуокис-номарганцевый электрод. Примеси двуокисномарганцевого электрода растворяются в солевом электролите, а затем за счет химической реакции с цинком осаждаются в виде металла на отрицательном электроде. Чаще всего из двуокисномарганцевого электрода переходят на цинк металлы, ускоряющие коррозию сурьма, железо, медь. [c.52]

Такой эффект катодного выделения более положительных металлов и, вследствие этого, ускорение коррозии наблюдается также, если в растворе находятся соли тяжелых металлов с достаточно положительным электрохимическим потенциалом (Р1, Аи, kg, Си, N1 и, в меньшей степени. Ре). Поэтому в замкнутых полиметаллических системах, по которым циркулируют водные растворы, например, морская вода, наблюдается усиление коррозии алюминия и его сплавов, если в этой системе находятся медь или медные снлавы, даже при отсутствии электрического контакта с алюминием. Таким образом, сравнительно высокую коррозио1ь ную стойкость чистого алюминия и некоторых его сплавов, кроме основного влияния защитных кроющих иассивны.ч пленок (анодный контроль), в значительной мере объясняют высоким перенапряжением выделения водорода на поверхности алюминия, особенно в пассивном состоянии (катодный контроль). Примеси тяжелых металлов (в первую очередь в практических условиях железа илн меди) сильно понижают химическую устойчивость алюминия не только вследствие нарушения сплошности защитных пленок, но и благодаря облегчению катодного процесса. Присадки более электроотрицательных металлов с высоким перенапряжением водорода (Mg, 2п) в меньшей степени понижают коррозионную стойкость алюминия. [c.261]

Однако растворение анода не всегда благоприятно. Отрицательное влияние этого процесса на титрование перманганата, бихромата и ванадата солью Мора описано в работе [31] изучение зависимости налагаемой э. д. с. и тока от природы материала одного из электродов (второй электрод во всех случаях — платина) показало, что анодное растворение электродов из вольфрама, молибдена, меди, серебра, нихрома и нержавеющей стали происходит при менее положительных потенциалах, чем анодное окисление Ре , вследствие чего кривая титрования смазывается . Примб1нять эти же металлы в качестве катода не только можно, но даже желательно, так как соответственно подобранный материал катода позволяет налагать меньшее напряжение и тем самым уменьшать влияние могущих присутствовать в растворе примесей, Способных к электродной реакции [31]. Дело в том, что соответственно подобранная пара расширяет возможности метода за счет различия в перенапряжении выделения водорода, ионизации кислорода и других электродных реакций на том или ином материале за счет электропроводности металла или его окислов, могущих отлагаться на электроде, и т. д. Примером служит исследование титрования молибдена (VI) на различных электродах (платина — платина, вольфрам — вольфрам и вольфрам— платина), показавшее, что применение пары вольфрам — платина позволяет вдвое снизить напряжение, налагаемое на электроды, по сравнению с двумя платиновыми электродами [24]. [c.79]

В присутствии кислорода контакт с медью сильнее стимулирует коррозию железа, чем контакт с никелем, потому что на металле с более благородным потенциалом кислород — более деятельный деполяризатор. В отсутствии кислорода, когда происходит выделение свободного водорода, пара железо/никель дает более высокую электродвижущую силу, чем пара железо/медь, вследствие того, что на никеле перенапряжение выделения водорода меньше, и никель, как найдено Дорран-сом S стимулирует сильнее вытеснение водорода железом, чем медь. [c.642]

Потенциал пары 2Н+/Н2 при [Н+] = 1 равен нулю. Но поскольку в процессе электролиза катод окажется покрытым слоем меди, нужно учесть перенапряжение водорода на меди. Это перенапряжение равно —0,58 в (при плотности тока 0,01 aj M ). Таким образом, выделению водорода соответствует потенциал катода, равный —0,58 в, а выделению меди потенциал -f0,31 в. Следовательно, кислая среда не будет мешать выделению меди на катоде. Водород может начать выделяться только тогда, когда концентрация Си +-ионов понизится до величины, соответствующей потенциалу —0,58 в. Величину этой концентрации легко найти из уравнения [c.434]

Перенапряжение реакции вызвано замедлением стадии химической реакции, предшествующей электрохимической стадии или последующей ей. Если электрохимическая стадия представляет собой, например, процесс Ох + ze Red, то предшествующая разряду химическая реакция может быть в общем виде представлена как vA -> Ох, а последующая vRed -> В. Например, при катодном выделении меди из раствора, в котором содержится u( N)2, до разряда идет химическая реакция u( N)2 u N + N", после чего наступает электрохимическая — u N + i" u + N". При выделении водорода за счет разряда ионов НзО образуются атомы водорода, которые затем участвуют в реакции молизации 2Н -> - Н2. [c.509]

В качестве материалов для генераторных электродов могут быть использованы платина, золото, серебро, ртуть, амальгамы, графит и иногда вольфрам, медь, свинец, хром и пр. Наиболее часто применяются платина и ртуть платина более пригодна для анодных процессов, а для катодных процессов — в тех случаях, когда электропревращение вещества протекает при более положительных значениях потенциала электрода, чем выделение водорода (из-за малого перенапряжения водорода иа платине). На ртутном электроде можно осуществить почти все катодные процессы благодаря большому перенапряжению водорода на нем. Однако из-за легкости анодного растворения ртути проведение электролиза при несколько более положительных значениях потенциала, чем потенциал НВЭ, недопустимо. Таким образом, эти два электрода дополняют друг друга. [c.208]

Как Гофман, так и Грюнеберг обосновали свою гипотезу предварительного образования водорода на основе измеренных равновесных потенциалов на электродах из окиси углерода, ибо на ДСК-электродах из никеля Ренея (соответственно меди Ренея) с опорным скелетом из карбонильного ппкеля окись углерода устанавливает обратимый водородный потенциал с точностью до 20 мв. Однако такой вывод не является неизбежным, так как обратимый потенциал окиси углерода (фиг. 98) в 5 н. КОН на 450 мв отрицательнее, чем обратимый водородный потенциал [6]. Поэтому наряду с анодным растворением окиси углерода неизбежно должно происходить катодное выделение водорода на электроде. Выделение водорода тем сильнее, чем отрицательнее потенциал и чем меньше водородное перенапряжение на примененном для электрода материале. Исходя из вышесказанного, на обратимом водородном электроде, каким является использованный Грюнебергом никелевый ДСК-электрод, при работе с окисью углерода можно ожидать лишь потенциала, близкого к обратимому водородному потенциалу. [c.292]

Трудность при использовании таких вентильных электродов может заключаться в осуществлении обратной диффузии продуктов реакции через мелкие поры неактивного запорного слоя 3, что необходимо для нормальной работы электрода. Работа вентильных электродов в этом отношении исследовалась на примере каталитического дегидрирования этилового спирта [7], Для этой цели были изготовлены плоские вентильные электроды, которые в противоположность электроду, изображенному на фиг. 105, имели два одинаковых мелкопористых каталитически неактивных запорных слоя (медные ДСК-слой), с обеих сторон закрывавших крупнопористый каталитически активный рабочий слой Р (никелевый ДСК-слой). По краям электроды были впрессованы в полиэтилен. Смесь щелочи и этилового спирта проникала через поры запорных слоев, и спирт в рабочем слое Р дегидрировался с выделением водорода. По мере роста давления газа раствор вытеснялся из рабочего слоя и реакция дегидрирования прекращалась. Заметного выделения водорода на запорных слоях не происходило, ибо минимальное перенапряжение водорода на меди достаточно велико. После этектро-химического растворения получившегося водорода вновь начиналось дегидрирование этилового спирта. [c.306]