Хемотроны

В первом разделе книги излагаются методы изучения и современные представления о строении границ раздела металлических или полупроводниковых электродов с ионными системами (растворами, расплавами), а также границы раствор — воздух. Значительное внимание уделено термодинамике поверхностных явлений на электродах, адсорбирующих водород и кислород, и современной теории адсорбции органических соединений на электродах. Во втором разделе подробно анализируются закономерности стадии подвода реагирующих частиц к поверхности электрода, методы изучения этой стадии и приводятся примеры использования явлений массопереноса при конструировании хемотронных устройств и новых источников тока. Третий раздел посвящен изложению закономерностей стадии переноса заряженных частиц через границу электрод — раствор и физических основ элементарного акта электрохимических реакций. При этом рассматриваются такие важные в теоретическом отношении вопросы, как роль работы выхода электрона и энергии сольватации ионов в электродной кинетике. Теории двойного слоя, массопереноса и элементарного акта, по образному выражению А. Н. Фрумкина, — те три кита , на которых базируется мощное и стройное здание кинетики электродных процессов. [c.3]

Электродные процессы используют при конструировании различных средств измерения и преобразования информации датчиков механических и акустических величин, интеграторов, выпрямителей и стабилизаторов тока и т. п. Так на стыке электрохимии, автоматики и электроники возникло новое научное направление — хемотроника, задачей которого является разработка электрохимических преобразователей информации, или хемотронов. Развитие этого направления вызвано растущими потребностями в средствах технической кибернетики. [c.216]

Схема хемотронного диода [c.370]

В этих хемотронах обычно используют инертные электроды и обратимые окислительно-восстановительные системы типа иод-иодид, ферро-феррицианид и др. Наиболее часто применяют платиновые электроды и систему иод-иодид, в которой протекает реакция 1з + 2(1 ЗГ. В основе работы приборов рассматриваемого типа лежит зависимость диффузионного тока от различных параметров (размера поверхности электрода, концентрации реагирующего вещества, температуры, скорости движения жидкости у поверхности электрода и т. д.). [c.230]

Электрохимическими преобразователями, или хемотронами, называют приборы и отдельные элементы устройств, принцип действия которых основан на законах электрохимии. Электрохимические системы такого рода выполняют роль диодов, датчиков, интеграторов, запоминающих устройств и соответственно выполняют функции выпрямления, усиления и генерирования электрических сигналов, измерения неэлектрических величин и др. В хемотронах происходят процессы преобразования электрической энергии в химическую, а также механической энергии в электрическую и др. В отличие от электронных устройств (ламповых и полупроводниковых), в которых перенос электричества осуществляется электронами, в электрохимических преобразователях заряды переносятся ионами. Согласно закону Фарадея, количество вещества, претерпевшего изменение на электроде, пропорционально количеству прошедшего электричества. Поэтому измеряя тем или иным способом количественное изменение вещества, можно определить количество электричества, т. е. интегрировать электрические сигналы. Для этого электрохимическая реакция должна быть а) обратимой, т. е. реакция на аноде должна быть обратной реакции на катоде. Например, на аноде Си — 2е Си на катоде Си + + Че" Си б) реакция должна быть единственной, иначе точное интегрирование тока затруднено в) электролиты и электроды должны быть устойчивыми во времени г) реакции на электродах должны протекать с достаточно высокими скоростями. Таким требованиям могут удовлетворять некоторые электрохимические реакции, характеризующиеся потенциалами, лежащими между потенциалами водородного и кислородного электродов (рис. 66). При отсутствии в системе газообразных водородов и кислорода и при малой электрохимической поляризации электродов на них будут протекать лишь основные реакции. Системой, удовлетворяющей указанным требованиям, может быть 12+ + 2е ч 21" Е = 0,53 В. Потенциал ее положительнее потенциала водородного электрода и при рН< 11 отрицательнее потенциала кислородного электрода, поэтому в водных растворах в присутствии иода и ионов I" кислород и водород выделяться не будут. Эта реакция в прямом и обратном направлениях протекаете небольшой электрохимической поляризацией, следовательно, на электродах можно получить [c.367]

Хемотроны на основе электродных фазовых превращений [c.385]

После израсходования всего хлорида серебра на катоде его потенциал резко возрастает и напряжение на хемотроне ув( личивается. [c.386]

За последние годы получили развитие работы по хемотронике, основанные на использовании в хемотронном преобразователе комбинаций различных из уже описанных ранее принципов, а также использующие явления пассивности методов. На этой основе разработаны электрохимические реле модели нейрона и т. д. [c.386]

Взаимосвязь между кинетикой электродных процессов и работой химических источников тока обусловлена тем, что ток, который можно получить от химического источника, определяется скоростями соответствующих электродных реакций. Поэтому создание новых источников тока зависит от решения вопросов электрохимической кинетики. Непосредственная связь существует между кинетикой электродных процессов и размерной обработкой металлов, а также между электрохимической кинетикой и конструированием хемотронных устройств. [c.14]

Рассмотрим некоторые электрохимические преобразователи первого типа, которые наиболее распространены. При помощи таких приборов осуществляется преобразование одних электрических величин в другие, а также разнообразных внешних воздействий в электрические сигналы. В этих хемотронах обычно используют инертные электроды и обратимые окислительно-восстановительные системы типа иод-иодид, ферро-феррицианид и др. Наиболее часто применяют платиновые электроды и систему иод-иодид, в которой протекает реакция 1 "+2е 7 31 . В основе работы приборов рассматриваемого типа лежит зависимость диффузионного тока от различных параметров (размера поверхности электрода, концентрации реагирующего вещества, температуры, скорости движения жидкости у поверхности электрода и т. д.). [c.216]

Существует тесная взаимосвязь между теоретической электрохимией и такими разделами прикладной электрохимии, как гальванотехника, защита от коррозии, создание новых электрохимических источников тока и хемотронных устройств. Роль электрохимической кинетики для решения прикладных задач в этих областях возрастает с каждым годом. Вместе с тем потребности практики являются мощным стимулом для дальнейшего развития теоретических направлений. Так, загрязнение окружающей среды коррозионно-активными агентами, широкое использование новых металлов и сплавов, зачастую достаточно дорогих, в современных технике и строительстве все более остро ставят проблему защиты металлических конструкций от коррозии. Это способствует постановке новых задач при теоретическом исследовании коррозии и пассивности металлов. Значительный интерес к явлениям адсорбции и кинетике электродных процессов на платиновых металлах был вызван в первую очередь практическими работами по созданию топливных элементов. [c.390]

Если механическая энергия превращается в электрическую, то такой режим работы хемотрона называют генераторным. При насосном режиме, наоборот, электрическая энергия превращается в механическую. Электрокинетические преобразователи позволяют измерять изменение давления, вибрации, ускорения, ударные перегрузки, используются как микронасосы, микродозаторы, интеграторы с памятью и выполняют также другие функции. Некоторые типы таких хемотронов могут надежно работать вплоть до ультразвуковых частот. [c.224]

В книге рассмотрены свойства и методы изучения заряженных межфазных границ. Излагаются закономерности электрохимической кинетики, связанные с подводом реагирующего вещества к поверхности электрода. Показана роль явлений массопереноса при конструировании хемотронных приборов и новых источников тока. Обсуждены закономерности перехода заряженных частиц через границу электрод/раствор. Излагаются физические основы современной квантовомеханической теории элементарного акта электрохимической реакции, особенности химических стадий в электродном процессе, механизм электрокристаллизации, многостадийные и параллельные процессы, роль явлений пассивности и адсорбции органических веществ в электрохимической кинетике, [c.2]

Непосредственная связь существует между кинетикой электродных процессов и размерной обработкой металлов, а также между электрохимической кинетикой и конструированием хемотронных устройств. [c.14]

Преобразователи первого типа основаны на закономерностях диффузионной кинетики. В этих хемотронах используются инертные электроды и обратимые окислительно-восстановительные системы (иод — иодид, ферро — феррицианид и др.). На практике часто применяют платиновые электроды и систему иод — иодид. На аноде такого хемотрона окисляются ионы иода 31-—а на катоде восстанавливаются трииодид-ионы 1 "+2ё->31. [c.222]

Схема хемотронного интегратора [c.368]

В электрохимических преобразователях на основе фазовых переходов на электродах используют процессы катодного осаждения и анодного растворения металлов (меди, серебра и др.) на инертных электродах или электродах из того же металла процессы восстановления или образования пленок солей или окислов (Ag l-f ё -> Ag+ l- d (0Н)2+ +2e->- d- -20H и др.) процессы выделения и ионизации водорода и др. Приведем некоторые примеры хемотронов данного типа. В качестве электрохимических счетчиков машинного времени используют малогабаритные кулонометры. Трубку из прозрачного материала заполняют двумя столбиками ртути, разделенными столбиком электролита. С обоих концов трубку герметично закрывают. Прибор включают в цепь питания контролируемого оборудования так, чтобы через [c.224]

Хемотроникой называют раздел электрохимии, который занимается разработкой принципов построения и способов применения электрохимических преобразователей информации, или хемотронов. Электрохимические преобразователи позволяют осуществить восприятие, хранение, переработку, воспроизведение и передачу информации и могут функционировать в качестве элементов или блоков вычислительных и управляющих устройств. В основе действия этих приборов лежат закономерности различных электрохимических явлений и процессов. По этому признаку хемотроны подразделяют на следующие основные группы I) концентрационные преобразователи 2) электрокинетические преобразователи 3) преобразователи на основе фазовых переходов на электродах. [c.267]

Во втором хемотроне (рис. 17.11) перетекание жидкости через пористую перегородку и воз1икновенне разности потенциалов между двумя сетчатыми электродами обусловлено появлением углового ускорения. При внесении / небольших конструкционных изменений описанный хемотрон из преобразователя механической энер-ГИИ в электрическую превраш,ается в преобразова тель электрической энергии в механическую, В та- [c.385]

Электрохимические процессы широко используются в современной технике, в аналитической химии, в научных исследованиях. Так, электрохимическим методом в промышленности получают металлы (алюминий, цинк, никель, магний, натрий, литий, бериллий и др.), хлор, гидроксид натрия, водород, кислород, ряд органических соединений, рафинируют металлы (медь, алюминий). Электрохимические методы широко используют для нанесения металлических покрытий, для полирования, фрезерования и сверления металлов. С каждым днем все больше применяются химические источники электрической энергии — гальванические элементы и аккумуляторы — в технике и научных лабораториях. В аналитической практике и научных исследованиях широко применяют такие электрохимические методы исследования, как потенциометрический, полярографический и т. п. Электрохимические системы в виде так называемых хемотронных приборов с успехом применяют в электронике и вычислительной технике. [c.313]

Как уже отмечалось (см. гл. 16), электродные процессы часто связаны с фазовыми превращенпями. В результате появления или исчезновения фаз резко меняются многие важные физико-химические свойства электрохимической системы — электродные потенциалы, электрическое сопротивлсзние и т. д. Эти изменения свойств в ходе фазовых превращений используются в интеграторах, элементах памяти — мемистерах и других хемотронах. Принцип действия интегратора дискретного действия, основанного на электродных фазоЕ.ых превращениях, состоит в том, что металл, предварительно осажденный на одном из электродов, переносят на другой электрод. Реакция в хемотроне сводится к перемещению металла М с электрода I на электрод И [c.385]

Для этой цели подходят металлы, ионизация и разряд ионов которых происходит с низкой поляризацией (обычно серебро или медь). Напряжение на хемотроне в процессе переноса сохраняется поэтому низким до тех пор, пока на первом электроде остается металл М. Когда весь металл М окажется перенесенным с первого электрода на второй, на металле — основе электрода I должен начаться другой процесс, идущий при более положительном потенциале, а потенциал электрода И смещается в отрицательную сторону. Напряжение на хемотроне резко возрастает, что указывает на конец интегрирования. При перемене полярности процесс накопления информаши может быть продолжен. Так как количестао перенесенного металла М известно, а анодный и катодный процессы протекают со 100%-ным выходом по току, то по закону Фарадея можно определить количество прошедшего электричества. При введении в хемотрон третьего электрода появляется возможность промежуточного считывания величины интеграла. [c.386]

При конструировании хемотронов-датчиков, преобразующих различные механические воздействия в электрические сигналы, используются законы конвективной диффузии. Датчики устроены таким образом, что механическое воздействие приводит к движению раствора около индикаторного электрода и к соответствующему увеличению тока в его цепи. Схема датчика приведена на [c.221]

В последние годы для построения электрохимических преобразователей начали применять твердые электролиты, что позволяет конструировать более миниатюрные и долговечные устройства. Описаны электрохимические управляемые сопротивления на основе Agi, ин-тегратор-кулонометр, представляющий собой ячейку AglAggSIjAu, и другие хемотроны. Разработка электрохимических преобразователей стимулирует исследования кинетики электродных процессов применительно к специфическим условиям их протекания в этих устройствах (микроэлектроды, малые объемы электролита, малые расстояния между электродами, влияние различных добавок на электрохимические реакции и т. п.). [c.225]

Введение в электрохимическую кинетику 1983 (1983) -- [ c.216 ]

Химический энциклопедический словарь (1983) -- [ c.705 ]

Большой энциклопедический словарь Химия изд.2 (1998) -- [ c.705 ]

Курс общей химии (0) -- [ c.417 ]

Курс общей химии (0) -- [ c.417 ]

Предмет химии (0) -- [ c.417 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология