Напряжение растворов электролитов

Расчет омического падения напряжения в электролите производится следующим образом. Сопротивление слоя раствора электролита длиной I см и площадью поперечного сечения 5 см равно 1/яЗ Ом, где и — удельная электропроводимость. Таким образом, омическое падение напряжения в вольтах равно /7/х, где / — плотность тока. Для морской воды х = 0,05 Ом см следовательно, при плотности тока 1-10" А/см (0,1 А/м ), создаваемой при катодной защите стали, поправка на омическое падение напряжения при расстоянии между носиком и катодом 1 см равна (1X X 10" В)/0,05 = 0,2 мВ. Эта величина незначительна при установлении критической минимальной плотности тока для надежной катодной защиты. Однако в мягкой воде, где х может быть 10" Oм" м" соответствующее омическое падение напряжения может достигать 1 В/см. [c.50]

Так же как и в водных растворах, кинетика электродных процессов обусловлена несколькими видами поляризации. Причины возникновения этих поляризаций и их сущность такие же, как в водных растворах. Изучение поляризации методом исследования кривых поляризации также сохраняется. Однако, в связи с малым значением поляризаций по сравнению с падением напряжения в электролите при электролизе расплавов, приходится использовать методы, позволяющие точно учитывать омическую составляющую. Одним из таких методов является осциллографический (коммутаторный) метод. [c.470]

В схему последовательно включают шесть электролизеров и кулонометр. Опыты проводят при двух плотностях тока — 100 и 200 А/м при применении электролитов №№ 1—4 или 150 и 250 A/м при использовании электролитов №№ 5—8. В электролизеры согласно заданию заливают три различных по содержанию серной кислоты раствора и проводят электролиз при двух плотностях тока. Электролиз ведут при 55 1 °С без перемешивания или с протоком электролита. В процессе электролиза измеряют потенциалы катода Ек и анода Еа, падение напряжения в электролите и напряжение на ванне. Измеряют электрическую проводимость исходных растворов и растворов после электролиза, и определяют удельную электрическую проводимость. Затем рассчитывают падение напряжения в электролите, напряжение на ванне полученные значения сравнивают с измеренными и определяют процент расхождения. [c.124]

При приложении внешнего напряжения к двум рабочим электродам, погруженным в раствор электролита, на каждом электроде возникает определенный потенциал. Разность электродных потенциалов соответствует величине приложенного напряжения. При прохождении тока следует учитывать еще и омическое падение напряжения в электролите. В целом [c.105]

Интенсификация электролиза без ухудшения качества катодной меди представляет собой довольно трудную задачу, так как с повышением плотности тока увеличивается падение напряжения в электролите, ведущее к повышению расхода электроэнергии, повышается концентрационная поляризация, способствующая соосаждению примесей, ухудшаются условия отстаивания шлама и т.д. Для сохранения низкого удельного расхода электроэнергии и предотвращения гидролиза примесей третьей группы при работе на высоких плотностях тока (230—250 а/м ) увеличивают содержание серной кислоты в электролите до 220—250 л. Одновременно для снижения концентрационной поляризации стремятся иметь возможно более высокую концентрацию меди в растворе — до 40—45 г л при этом температуру электролита повышают до 60—65° С. Для сохранения высокого качества осадков при интенсификации электролиза приходится подбирать новые сочетания и количества добавок поверхностно-активных веществ. [c.31]

Рассчитайте падение напряжения в электролите межэлектродного пространства одиночного аккумулятора при разряде его током 2,8 А а) в начале процесса, когда плотность электролита-раствора серной кислоты = 1.28 б) в конце разряда, когда н,30 = 1,12. Удельная электрическая проводимость электролита Х1 = 0.707 См-см- > 112 = = 0,607 См.см-1. [c.47]

Решение. I. Повышение напряжения на ванне за тур ее работы равно сумме увеличения омических потерь напряжения в электролите (с учетом увеличения межэлектродного расстояния и понижения газона-полнения раствора) и в теле анодов (вследствие уменьшения их проходного сечения). [c.110]

Рассчитайте падение напряжения в электролите ванны, если газонаполнение увеличивает сопротивление раствора на 15 %. [c.133]

Определим падение напряжения в электролите Платиновые электроды, опущенные в регенерируемый раствор, показывают величину окислительно-восстановительного потенциала, значение которого относительно мало отличается в католите и анолите (при неполной ре генерации раствора). Поэтому разность между потенциалами платино вых электродов, расположенных по обе стороны диафрагмы при прохождении электрического тока, равна омическому падению напряже [c.261]

Таким образом, падение напряжения в электролите пропорцинально плотности тока , расстоянию между электродами I и обратно пропорционально удельной электропроводности х, определяемой природой электролита, концентрацией раствора и температурой. Чаще всего соотнощение (4) применяют для подсчета падения напряжения в электролите при известной удельной электропроводности и заданной плотности тока. Его можно использовать также для приближенного определения электропроводности, однако это затруднено. Сложность заключается в том, что в электрохимической цепи имеются границы электрод — электролит, для которых за- [c.113]

Другой способ, позволяющий обнаружить влияние удельной электропроводности на падение напряжения в электролите, — изменение концентрации раствора или изменение его природы. [c.115]

Таким образом, падение напряжения в электролите пропорционально плотности тока i, расстоянию между электродами I и обратно пропорционально удельной электропроводности х, которая в свою очередь определяется природой электролита, концентрацией раствора, природой растворителя и температурой. Чаще всего закон Ома в форме (IV.5) применяют для подсчета падения напряжения в электролите при известной удельной электропроводности и заданной плотности тока, однако он может быть использован также и для приближенного определения электропроводности. Последнее затрудняется тем, что любая электрохимическая система, помимо электролита и электродов, содержит также границы между ними, для которых закон Ома неприменим. Сопротивление границы электрод — электролит прохождению электрического тока зависит от плотности тока и возникающей при этом электродной поляризации так как гран = /(0. то пренебречь этой зависимостью можно лишь при очень малых токах. [c.108]

В табл. 50 представлены статьи баланса, которые можно сравнить с составляющими баланса в сульфат-хлоридном электролите. Из табл. 50 видно, что потенциалы анода, катода и падение напряжения в электролите в хлоридном растворе существенно снижаются по сравнению с сульфатным. Длительный электролиз показал возможность получения компактных катодных осадков. [c.511]

Напряжение на электролизере в процессе электрохимического разложения H I зависит от потерь напряжения в электролите и диафрагме. При концентрации НС1 в электролите 15—20% электропроводность раствора максимальна, а следовательно, и минимальны потери напряжения. Обеспечивается также высокий выход по току хлора, наименьшая скорость разрушения анодов и незначительный унос хлорида водорода с продуктами электролиза. [c.129]

Рост давления позволяет повысить температуру подвергаемого электролизу раствора, снизить поляризацию электродов и падение напряжения в электролите и в диафрагме без повышения газонаполнения. Снижение напряжения на электролизере с ростом давления обеспечивается также и путем уменьшения газонаполнения, что связано с уменьшением объема образующихся газов. Суммарный эффект влияния давления на напряжение представлен на рис. 2.2. [c.129]

Температура. С понижением температуры раствора несколько возрастает выход перхлората по току за счет повышения перенапряжения выделения кислорода. В то же время при увеличении температуры уменьшаются падение напряжения в электролите и расход электроэнергии на электролиз. Обычно электролиз проводят при температурах 35—50°С. Следует отметить, что при более высоких температурах возрастает износ платиновых анодов. [c.188]

Переливают раствор в электролитическую ячейку с ртутным катодом, содержащую около 10 мл ртути, и пропускают через него ток силой 5 (2 в течение 2 я (см. примечание 2). Не отключая напряжения, сливают электролит (одновременно промывают электроды), упаривают раствор до объема 25 мл и охлаждают. Переливают раствор в мерную колбу емкостью 50 мл, добавляют 2 мл соляной кислоты (1 3) и доводят объем раствора до метки. [c.120]

Электролиз и напряжение разложения электролита. При пропускании постоянного тока через раствор электролит претерпевает химическое разложение в результате реакций окисления и восстановления, протекающих на электродах. Электролиз с инертными электродами чаще всего сопровождается разрядом катионов на катоде и анионов на аноде. Для начала электролиза к электродам необходимо приложить некоторое минимальное напряжение, называемое напряжением разложения. [c.350]

Возможности снижения потерь напряжения в электролите за счет уменьшения плотности тока в растворе ограничены экономическими соображениями. Различные технологические и конструктивные факторы по-разному могут влиять на отдельные составляющие общих потерь напряжения в электролите. Так, уменьшение расстояния между электродами может привести к увеличению газонаполнения электролита и коэффициента К в выражении (П-29). С повышением температуры и одновременным снижением удельного сопротивления чистого электролита может наблюдаться (при температурах около 100° С) увеличение его удельного сопротивления из-за роста газонаполнения. Эти взаимные связи между различными составляющими, определяющими общую величину потерь напряжения в электролите, необходимо учитывать при выборе оптимальной конструкции ячейки и режима ее работы для достижения минимальных потерь напряжения на ячейке. [c.47]

Определим потери напряжения в электролите для электролизера, работающего с плотностью тока 0,25 а/см при расстоянии 1 см между работающими поверхностями электродов. Среднее газонаполнение электролита при такой плотности тока может быть принято 20% и средний коэффициент увеличения сопротивления электролита 1,5 (от газонаполнения и наличия диафрагмы). Потери напряжения на преодоление сопротивления электролита и диафрагмы в растворе КОН составят [c.58]

Условия успешного протекания процесса таковы а) проводимость электролита должна быть высокой, чтобы уменьшить падение напряжения // б) электролит должен обеспечивать прочное сцепление осаждающегося металла с катодом и хорошее растворение анода (т. е. должна быть исключена возможность пассивации анода) в) металл, находящийся в анодном шламе, не должен растворяться в электролите, поскольку тогда он будет осаждаться на катоде г) плотность тока должна быть по возможности большой, но не превышать плотности предель-ного тока (см.), что привело бы к выделению водорода. [c.242]

Потеря напряжения в электролите. В современной практике электролиза воды в качестве электролита применяют исключительно растворы едких кали или натра, так как кислые электролиты вызывают сильную коррозию аппаратуры. Выбор той или другой щелочи зависит от условий работы и стоимости щелочи. Обычно, если электролиз ведут при более низких температурах, применяют едкое кали, так как в этих условиях он имеет большую электропроводность, чем едкий натр. При более высоких температурах это преимущество калийной щелочи уменьшается. Так как едкое кали вызывает более сильную коррозию аппаратуры, особенно при повышенной температуре, и стоимость его выше, чем стоимость едкого натра, целесообразнее для электролиза при высокой температуре применять едкий натр. [c.199]

Для снижения удельного электрического сопротивления электролита и соответственно потерь напряжения в электролите электролизу подвергают разбавленные растворы соляной кислоты в растворах сильных электролитов. Наиболее удобно вести процесс окисления иона С1 до СЮг в растворах хлористого водорода или хлора в концентрированной 4—6 и. хлорной кислоте. При этом возможна организация непрерывной подачи хлористого водорода, соляной кислоты или хлора в электролит и отвода части электролита в виде концентрированной хлорной кислоты для окончательной переработки ее в готовую продукцию [15—17]. [c.83]

Омические потери напряжения в металлических проводниках обычно малы, и их всегда можно снизить до желаемой величины (увеличением сечения проводника, сокращением его длины и т. п.), или учесть на основании прямых измерений и расчетов. Падение напряжения в электролите может составить заметную долю от всей измеряемой величины электродного потенциала. Б. Н. Кабанов предложил формулы, по которым можно ориентировочно рассчитать величину омического падения напряжения, если известны геометрия электрода, способ подведения к нему электролитического ключа, а также удельная электропроводность раствора. Вследствие [c.396]

Рассчитать падение напряжения в электролите межэлектродного пространства щелочного аккумулятора типа НЖ-22, имеющего две положительные пластины габаритами 140 Х 95 мм и три отрицательные пластины габаритами 145 X 99,5 мм при разрядном токе 22 А. Межэлектродное расстояние 1,2 мм. Электролит —раствор КОН плотностью 1,20 (21,15%-ный раствор КОН) с удельной электропроводностью =0,520 Ом- -см . [c.68]

Из данных табл. 83 следует, что около 55% всего напряжения идет на падение напряжения в электролите. Эта величина может быть несколько снижена за счет сближения электродов, а главным образом за счет снижения удельного оопротивления раствора. [c.363]

Потенциал поляризованного электрода, когда начинается пе-тферывное разряжение ионов, называют потенциалом разряжения (выделения, растворения) катода или анода соответственно. По-тенццал разложения, перенапряжение и потенциал разряжения зависят от концентрации раствора, его pH, материала, формы, размеров и характера поверхности электродов, температуры, плотности тока и других факторов. С увеличением площади катода (анода) прн прочих равных условиях уменьщаются плотность тока и перенапряжение. Перенапряжение вызывает увеличение расхода электроэнергии при электролизе и нагревание электролитической ванны. Перенапряжение имеет максимальное значение, когда продукты электролиза — газообразные вещества, например при электролизе воды с использованием 30%-ного раствора КОН шод действием тока протекает реакция Н2(ж) = Нг(г)+7202(г). которая является сум- мой катодной и анодной реакций 2Н20(ж)+2е = Н2(г) + 20Н- и 20Н- = Н20(ж) +7202(г)+2е. В биполярной ванне с железными катодом и анодом при 0° С и давлении газов 760 мм рт. ст. и плотности тока 1000 А/м2 электролиз идет при напряжении 2,31 В. В этих условиях °г.э= 1,233 В Т1к = 0,2 В т]а = 0,22 В падение напряжения. в электролите, диафрагме и проводниках первого рода 0,65 В. Следовательно, к. п. д. напряжения около 53%. Если принять, что на выделение 1 г-экв водорода, занимающего в газообразном состоянии при давлении 760 мм рт. ст. и 0°С 11,2 л, требуется 96 487 КлХ 202 [c.202]

Следовательно, падение напряжения в электролите определяется плотностью тока г, расстоянием между электродами I и уделыной зл ектропровод н остью х. Первые две величины мы можем изменять по своему желанию. Последняя является свойством изучаемых систем она зависит от природы электролита и растворителя, их состава и температуры. В некоторых случаях при весьма высоких, напряжениях и частотах тока величина х для растворов электролитов начинает зависеть и от напряженности внешнего по я. [c.51]

Опыты Брурса [24] показали, что при питании высокотемпературных элементов водородом разница между э. д. с. и напряжением элемента в основном происходит за счет омического падения напряжения в электролите. При использовании в качестве топлива метана отрицательный электрод сильно поляризуется. В элементах, работающих при высоком давлении и более умеренных температурах, применяют в качестве электролита водные растворы щелочей. Применение щелочных растворов выгоднее, так как они не вызывают такой коррозии электродов, как кислые растворы, но они быстро карбонизуются при образовании СОг в процессе работы. Как пример топливных элементов, работающих при повышенных температурах и давлении, можно привести элементы Бэкона, который в 1959 г. осуществил в Кембридже установку батареи из кислородо-водородных элементов Гидрокс мощностью 5 кет (рис. 248). Элемент представляет собой две газовые камеры / и 2 внутренние, обращенные друг к другу, стенки которых сделаны из микропористых никелевых дисков диаметром 127 мм и толщиной [c.567]

Рассчитайте падение напряжения в электролите межэлект-родных пространств батареи а) в начале ее разряда б) после 15 мин работы (с учетом постепенного насыщения электролита хлоридом магния). Межэлектродное расстояние, температуру электролита и его объем в ходе разряда считать постоянными. Начальный электролит — 3% -ный раствор ЫаС1 (0,52 моль/л Na l) к 0,0413 См. см- , с1 = 1,02. Производительный расход магния на собственно электрохимическую реакцию 55% (остальные 45 % магния расходуются на химическое взаимодействие с электролитом) производительный расход СиС [c.71]

Снижение падения напряжения в электролите может быть достигнуто максимальным уменьшением межэлектродного расстояния, выбором концентрации электролита, при которой раствор обладает максимальной удельной электропроводимостью, нахождением оптимальных температурных режимов электролиза, S также применением наиболее электропроводящих фоновых электролитов. Большое значение имеют конструкции электролизеров и электродов, обеспечивающие снижение газонапол-нения электролита. [c.31]

Кроме того, при увеличении концентрации хлорида натрия повышается удельная электропроводимость раствора и уменьшается падение напряжения в электролите. Исходя из вышесказанного, оптимальная концентрация хлорида натрия в исходном рассоле составляет 310 5 г/л. Конечная концентрация хлорида определяется концентрацией щелочи, образующейся в катодном пространстве. Степень превращения хлорида в щелочь и хлор определяют как отношение количества разложившегося Na l к суммарному количеству хлорида в 1 л электролитического щелока. [c.153]

Электрическая цепь с электродной системой. Система с одним электродом. Если в раствор (электролит) погрузить кусочек или пластину из металла (электрод), то образуется явно выраженная граница раздела фаз электрод—электролит. При этом, как правило, поверхность электрода оказывается заряженной отрицательными зарядами, а поверхность электролита, окружающая электрод,— положительными (рис. 28). Образуется так называемый двойной электрический слой, т. е. пространственное разделение зарядов и возникновение макроэлектрического поля. Для такого поля силовые линии электрического смещения направлены нормально к плоскости. При внешнем поле, равном нулю, все силовые линии, выходящие из плоскости металла, будут входить в плоскость, ограничивающую металл (рис. 29). Используя теорему Гаусса для объема внутри плоскостей, можно записать =4лО — электрическое смещение Е=0/е — напряженность электрического поля. [c.55]

Вин [59] обнаружил, что электропроводность растворов электроли вв всегда увеличивается с увеличением напряженности электрического поля. Он показал, что это увеличение является функцией ксТнцентрации, валентности, а также природы раствора. Кроме того, эквивалентная электропроводность растворов сильных электролитов при очень сильных полях, повидимому, асимптотически приближается к постоянному предельному значению. Оказалось, что относительное увеличение электропроводности при увеличении напряженности поля в растворах слабых электролитов [60] во много раз больше, чем в случае сильных электролитов. Такое же явление наблюдал Гемант [61] для растворителей с очень низкой диэлектрической постоянной Вин дал правильное объяснение этого эффекта, считая, что под влиянием поля возрастает диссоциация электролита. [c.208]

Если общее напряжение на ячейке электролизера составляет около 2,3 в, потери напряжения в электролите и диафрагме равны 11—12% этой величины при применении растворов КОН и 15—16% для растворов NaOH. Замена растворов КОН растворами NaOH приводит к росту напряжения на ячейке примерно на 80 мв, или на 3,5%. Поэтому, несмотря на более высокую стоимость едкого кали по сравнению с каустической содой, для приготовления электролита обычно применяют растворы КОН. Увеличение затрат на первоначальное заполнение электролизеров таким электролитом и пополнение его потерь в процессе эксплуатации с избытком компенсируются снижением расхода электроэнергии. [c.58]

Влияниеэлектропро-водности раствора. Повышение удельной электропроводности снижает величину падения напряжения в электролите от анода до дальнего катода и улучшает рассеивающую способность, если только одновременно не снижается катодная поляризация. Чем меньше роль омического сопротивления и чем больше роль поляризации в общем падении напряжения, тем лучше рассеивающая способность. [c.536]

На рис. 1-2 приведена зависимость удельного сопротивления растворов поваренной соли от концентрации при 18 °С. Потери напряжения на преодоление удельного сопротивления электролита возрастают при повышении плотности тока и снижении концентрации Na l в электролите. На рис. 1-3 приведена зависимость потерь напряжения в электролите от плотности тока для растворов поваренной соли при 18 °С и расстоянии между электродами 5 мм. [c.18]

При содержании в электролите 20 г/л Na l, что близко к составу вод Черного моря, уже при плотности тока 2,5 кА/м потеря напряжения в электролите достигает 5 В и определяет общий энергетический баланс электролизера. При более низких концентрациях Na l потеря напряжения в электролите резко возрастает, поэтому в электролизерах для получения растворов гипохлорита натрия стараются уменьшить межэлектродное расстояние. Так, в работе [67] были изучены показатели электролизера при уменьшении расстояния между электродами до 0,6—1,0 мм и показана возможность снижения за счет этого расхода электроэнергии. [c.19]

Основным методом исследования кинетики электрохимических реакций является получение кривых, передающих связь между потенциалом электрода под током и плотностью тока. Эти кривые называются обычно I — е (или поляризационными) кривыми. Анализ формы поляризационных кривых, а также анализ характера их зависимости от состава раствора, температуры и других физико-химических параметров, позволяют получить довольно полные сведения о природе изучаемого электродного процесса. Поляризационные кривые снимают чаще всего по прямому компенсационному методу. В этом случае ка исследуемый электрод подается постоянный ток и измеряется установившееся значение потенциала или, точнее, значение разности потенциалов между исследуемым электродом и соответствующим электродом сравнения. При таком способе измерения (рис. 49) в величину потенциала включаются омические потери в контакте (кбод), в подводящем проводнике (до точки разветвления компенсационной и поляризационной схем — 180 ), в самом электроде ( еом) и в слое электролита между электродом и капиллярным концом электролитического соединительного ключа (збод). Омические потери напряжения в металлических проводниках обычно малы и их всегда можно или снизить до желаемой величины (увеличением сечения проводника, сокращением его длины и т. п.), или учесть на основании прямых измерений и расчетов. Падение напряжения в электролите труднее поддается учету и может составить заметную долю от всей измеряемой величины. Кабановым были предложены расчетные формулы, по которым можно получить ориентировочную величину омического падения напряжения, если известны геометрия электрода и способ подведения к нему электролитического ключа, а также удельная электропроводность раствора. Вследствие конечной скорости транспортировки ионов, слой электролита в непосредственной близости к электроду имеет состав, отличный от состава исходного раствора. Кроме [c.322]

При расчетах падения напряжения в электролите необходимо считаться с пузырьками кислорода, а отчасти и водорода, заполняюш,и-ми межэлектродное пространство при электролизе. Экспериментальных данных по газонаполнению электролита в условиях промышленного электролиза растворов 2п804Пока нет обычно его принимают в 5—20 %, в зависимости от плотности тока (см. 5). [c.268]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология