Перенапряжение концентрационное

При высоких плотностях тока к перенапряжению активации добавляются другие виды перенапряжения. Концентрационное перенапряжение возникает в условиях, в которых электродная реакция протекает быстрее, чем осуществляется подвод участвующих в ней ионов к электроду или отвод продуктов реакции от электрода. Тогда концентрация этих ионов у электрода меньше (или больше), чем в глубине раствора. Транспорт ионов начинает тормозить электродную реакцию, что проявляется в виде концентрационного перенапряжения. [c.275]

НАЛОЖЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИОННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ НА ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЕ [c.375]

См. также Активационное перенапряжение Концентрационное перенапряжение. [c.137]

Малая толщина диффузионного слоя позволяет также разложить необратимую часть потенциала ячейки на сумму поверхностного перенапряжения, концентрационного перенапряжения и омического падения потенциала в растворе (разд. 9 и 10). Свойства поверхностного перенапряжения обсуждались в разд. 8 и 101, а также в гл. 8. Оно связано с концентрациями и плотностью тока на поверхности электрода поляризационным уравнением (101-3). Поверхностное перенапряжение меняется на [c.424]

Если с наименьшей скоростью происходит процесс подачи разряжающихся ионов из раствора к электроду (диффузия), поляризация обусловлена уменьшением концентраций ионов вблизи электрода и называется концентрационной. При наименьшей скорости какой-либо стадии электрохимического процесса, протекающей на электроде, поляризация называется химической или перенапряжением. Концентрационная поляризация возрастает с увеличением плотности тока И-уменьшается при повы-концентрации реагирующих веществ. [c.192]

Начиная с некоторого, вполне определенного для данной системы значения, ток резко возрастает из-за начинающегося разряда основной массы катионов. Потенциал, соответствующий началу резкого подъема кривой, называется критическим потенциалом выделения. В отсутствие перенапряжения, концентрационной поляризации и вторичных химических реакций этот потенциал равен равновесному потенциалу. [c.384]

В реальных условиях процесс восстановления идет с перенапряжением (концентрационным и реакторным), а также зависит от конструкции электрохимической ячейки. В приборе АХС-203 оно задано порядка [c.116]

КОНЦЕНТРАЦИОННАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ (ДИФФУЗИОННОЕ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЕ) [c.51]

Перенапряжение. Потенциалы, при которых металлы выделяются на электродах, часто хорошо соответствуют обратимым электродным потенциалам. Однако во многих случаях эти потенциалы гораздо выше обратимых. Более высокое напряжение вызывается а) падением напряжения /В в гальваническом элементе б) концентрационной поляризацией на электродах в) перенапряжением. Концентрационная поляризация обусловлена тем, что во время электролиза происходит изменение концентрации около электродов и возникает э. д. с. противоположная приложенной, согласно уравнению (10). Энергичное перемешивание понижает концентрационную поляризацию. Падение напряжения 1В в [c.440]

Значительных диффузионных ограничений по отношению к активирующим анионам, по-видимому, не возникает, ввиду их довольно больших концентраций. Из-за высокой концентрации молекул воды и большой величины электрохимического перенапряжения концентрационное перенапряжение на катоде невелико. Диффузионные ограничения, по-видимому, существенно не влияют на катодный процесс вследствие высокой концентрации молекул воды в растворе. [c.46]

Однако сдвиг потенциала от обратимой величины является здесь следствием чисто концентрационных изменений и поэтому значение потенциала электрода под током можно рассматривать как новое значение равновесного потенциала ё, отличающееся от исходного ё только тем, что оно отвечает теперь другим значениям концентрации или, точнее, активпости участников электродной реакции. Иными словами, для описания диффузионного перенапряжения как явления квазиравновесного можно использовать чисто термодинамический метод. В таком случае существенными являются лишь начальное и конечное состояния системы, а пути перехода между ними, равно как и механизм, лежащий в основе этого перехода, не имеют значения. Пусть на г лектроде протекает реакция [c.299]

Часть затруднений удается преодолеть, если исследовать разряд ионов металла на жидком (ртутном) электроде, обладающем однородной поверхностью. Результаты таких исследований показывают, что ионы металлов, образующих амальгамы, восстанавливаются на ртутном электроде со значительной скоростью. Поэтому поляризационные явления, которые при этом наблюдаются, обусловлены в основном концентрационной поляризацией. В то же время ионы металлов группы железа (Ре +, N 2+,...), не образующих амальгамы, восстанавливаются на ртути с большим перенапряжением. Перенапряжение в этом случае связано либо с тем, что эти металлы из-за малой растворимости в ртути выделяются в высокодисперсном состоянии, более богатом энергией, либо с замедленным разрядом этих ионов. Последнее подтверждается тем,- что при помощи современных тонких экспериментальных методик удается установить медленный разряд на ртути также ионов цинка, марганца, хрома и других металлов, которые растворяются в ртути с образованием амальгам. Кроме того, при выделении металлов группы железа на твердых электродах при условиях, исключающих возникновение высокодисперсного состояния, разряд ионов также происходит со значительным перенапряжением. [c.630]

Главными причинами катодной поляризации, т. е. отставания процесса ассимиляции электронов от поступления их на катодные участки, являются а) замедленность катодной реакции, которая приводит к возникновению перенапряжения водорода-, б) концентрационная поляризация по молекулярному водороду вследствие замедленности процесса отвода образующегося молекулярного водорода с поверхности металла, которая наблюдается до насыщения при-электродного слоя электролита водородом, когда становится возможным выделение его в виде пузырьков, в которых рнг = 1 атм. [c.251]

Кривая (Ко.)обр С — кривая перенапряжения ионизации кислорода в отсутствие концентрационной поляризации, отвечающая уравнению [c.263]

Количественно явление поляризации характеризуется перенапряжением на электроде, равным разности равновесного электродного потенциала и электродного потенциала при определенном токе. (В отдельных случаях, например при концентрационной поляризации, иногда термин поляризация используется и в качестве количественной меры этого явления.) [c.328]

Выяснение природы перенапряжения при электрохимических процессах представляет определенный теоретический и практический интерес. Электродная поляризация в общем случае складывается из четырех составляющих 1д- Лп. т)р. Лф. Для оценки природы поляризации необходимо найти вклад, который вносит в ее общую величину каждая составляющая. Поскольку в настоящее время отсутствуют необходимые для этого данные, используется упрощенный подход к решению этого вопроса. Во-первых, определяется лимитирующая стадия. Вид перенапряжения, ей свойственный, относится к электродному процессу в целом. Во-вторых, величина поляризации разделяется только на две части концентрационную, к которой относится перенапряжение диффузии, и активационную, объединяющую все остальные виды перенапряжения. Для определения при- [c.510]

Существенное значение для процесса электролиза имеет перенапряжение, представляющее разность между потенциалом разряда иона в данных условиях (фактический потенциал) и равновесным потенциалом, то есть потенциалом неполяризован-ного (неработающего) электрода. Перенапряжение является следствием концентрационной, электрохимической и химической поляризации и увеличивает потенциал разряда ионов катодный в положительную сторону, анодный — в отрицательную сторону (ф-ла 21.3), что может существенно изменить картину электролиза. [c.332]

Основным фактором, определяющим скорость коррозии многих металлов в деаэрированной воде или неокисляющих кислотах, является водородное перенапряжение на катодных участках металла. В соответствии с определением поляризации, водородное перенапряжение — это разность потенциалов между катодом, на котором выделяется водород, и водородным электродом, находящимся в равновесии в том же растворе, т. е. разность измер — (—0,059 pH). Таким образом, водородное перенапряжение измеряют точно так же, как и поляризацию. Обычно считают, что водородное перенапряжение включает лишь активационную поляризацию, соответственно реакции 2Н" - -На — ё, но часто полученные значения содержат еще и омическое перенапряжение, а иногда и концентрационную поляризацию. [c.56]

В водных растворах, содержащих ионы Н+ и ОН", теоретически невозможны такие окислительно-восстановительные процессы, окислительно-восстановительные потенциалы которых выше обратимых потенциалов водорода и кислорода. Однако практически эти процессы в большинстве случаев осуществимы благодаря тому, что выделение На и Оа протекает, как правило, со значительным перенапряжением, а обратимые окислительно-восстановительные процессы идут только с концентрационной поляризацией, которая при правильном выборе условий электролиза незначительна. [c.182]

Скорость протекания всего процесса в целом контролируется стадией, сопровождающейся наибольшими торможениями. Причинами торможения могут быть замедленная доставка разряжающихся ионов к катоду — концентрационное перенапряжение (1-я стадия) замедленный разряд ионов, который обусловлен медленным переносом заряда через двойной электрический слой и связанным с этим изменением физико-химического и энергетического состояния ионов (дегидратация, десольватация, распад комплексных ионов и др.) — электрохимическое перенапряжение (2-я стадия) трудности, связанные с построением кристаллической решетки замедленная диффузия ад-атомов (ад-ионов) по поверхности катода к местам роста кристаллов, задержка при вхождении атомов в кристаллическую решетку или при образовании двух- или трехмерных кристаллических зародышей, т. е. то, что характеризует так называемое кристаллизационное перенапряжение (3-я стадия). Величина последнего сравнительно невелика и зависит от природы металла и от состояния поверхности катода, которое в ходе электролиза меняется в результате адсорбции посторонних ионов, молекул и органических веществ. [c.335]

Специфика электролиза индивидуальной расплавленной соли при применении жидкого катода из расплавленного металла заключается в том, что концентрационная поляризация вследствие высокой подвижности ионов практически отсутствует, отсутствуют также затруднения, связанные с электрокристаллизацией. Электрохимическое перенапряжение очень мало, так как токи обмена в расплавах для всех металлов велики 0,5—3,3 А/см (в водных растворах io = 10 — 10 A/ м ). Поэтому отклонение потенциала от равновесного значения обычно мало (от 2 до 30 мВ). [c.470]

В первом из них возникает сдвиг потенциала от равновесного, вследствие изменения концентрации электролита у электрода в процессе электролиза. Этот сдвиг обычно называют концентрационной поляризацией. Во втором сдвиг потенциала связан с разрядом— ионизацией частиц. Этот сдвиг называют перенапряжением. [c.291]

Выяснение природы перенапряжения при электрохимических процессах представляет определенный теоретический и практический интерес. Электродная поляризация в общем случае складывается из четырех составляющих 11р. 11 . Для оценки природы поляризации необходимо найти вклад, который вносит в ее общую величину каждая составляющая. Поскольку в настоящее время отсутствуют необходимые для этого данные, используется упрощенный подход к решению этого вопроса. Во-первых, определяется лимитирующая стадия. Вид перенапряжения, ей свойственный, относится к электродному процессу в целом. Во-вторых, величина поляризации разделяется только на две части концентрационную, к которой относится перенапряжение диффузии, и активационную, объединяющую все остальные виды перенапряжения. Для определения природы поляризации используются различные методы. К их числу относится метод, основанный на применении вращающегося дискового электрода, метод поляризационных кривых и др. Широкое применение нашел температурно-кинетический метод, предложенный С. В. Горбачевым. Оп основан на изучении зависимости скорости электродных процессов от температуры. Уравнение Аррениуса, связывающее константу скорости k химической реакции с температурой и энергией активации [c.510]

Если лимитирующими стадиями электродного процесса являются доставка реагентов к поверхности электрода и отвод продуктов реакции путем диффузии, то происходит изменение концентрации раствора электролита или самого электрода у поверхности раздела фаз по сравнению с концентрацией веществ внутри объема фаз. В таком случае поляризация называется концентрационной, а перенапряжение — диффузионным. При замедленности других стадий электродного процесса рассматривают перенапряжение этих стадий. [c.328]

В настоящее время установлено, что стадия разряда — ионизации в любой электрохимической реакции протекает с конечной скоростью. В отличие от концентрационной поляризации сдвиг потенциала при протекании тока, обусловленный медленностью стадии разряда — ионизации, называется электрохимической поляризацией или перенапряжением т]. Термин перенапряжение нередко используют для обозначения любого вида поляризации. Перенапряжение, возникающее при замедленной стадии разряда — ионизации, в дальнейшем будет называться перенапряжением разряда. Положительными условимся считать катодный ток электрохимической реакции и катодное перенапряжение разряда —Е, где Е —равновесное значение электродного потенциала. [c.229]

Долгое время полагали, что присоединение электрона к разряжаю-щейся частице, особенно, если она является катионом, происходит бесконечно быстро. В настоящее время экспериментально установлено, что стадия разряда — ионизации в любой электрохимической реакции протекает с конечной скоростью. В отличие от концентрационной поляризации сдвиг потенциала при протекании тока, обусловленный медленностью стадии разряда — ионизации, называется электрохимической поляризацией или перенапряжением "П. Термин перенапряжение нередко используют для обозначения любого вида поляризации. Перенапряжение, возникающее при замедленной стадии разряда — ионизации, в дальнейшем будет называться перенапряжением разряда. Положительными условимся считать катодный ток электрохимической реакции и катодное перенапряжение разряда т] = фр — ф, где фр — равновесное значение электродного потенциала. [c.243]

Импульсный гальваностатический метод. В этом методе при помощи специального электронного устройства — гальваностата — на электрод, который до этого находился в состоянии равновесия ( =0), подают импульс тока такой же формы, как импульс потенциала на рис. 82, а. В результате происходит смещение потенциала относительно его равновесного значения, которое обусловлено 1) омическим падением потенциала iR (1 — высота импульса тока, R — омическое сопротивление раствора) 2) перенапряжением стадии разряда — ионизации 3) концентрационной поляризацией 4) заряжением емкости двойного электрического слоя. Омическое падение потенциала можно скомпенсировать при помощи соответствующей измерительной схемы. Можно также в измеряемое без компенсации смещение потенциала внести поправку на iR, заранее определив сопротивление раствора. Для оставшейся части смещения потенциала справедливо уравнение [c.194]

Таким образом, концентрационные изменения щрикатодно-го слоя по Н+-ионам приводят к появлению двух значительных по величине составляющих катодного перенапряжения — концентрационного и адсорбционного, возникающего в результате образования частиц ЗЬгОз-п-НгО, адсорбирующихся на катоде. [c.238]

До снх пор предполагалось, что отклонение потенциала электрода под током от соответствующего равновесного значения вызвано ка-кой-либо одной причиной и электродная поляризация представляет собой вполне определенный вид перенапряжения. Для реальных условий правильнее говорить о преобладании одного вида перенапряжения. Другие виды перенапряжения накладываются в той или иной степенп на основное перенапряжение. Чаще всего на электрохимическое или на фазовое перенапряжение накладывается концентрационная поляризация. В этом случае сдвиг потенциала под током от равновесного значения будет представлять собой сумму двух или нескольких видов перенапряжения, причем в условиях концентрационных ограничений изменяется и сама активационная [c.375]

При окислительно-восстановительных процессах диффузионное неренапряжение обычно велико и часто составляет значительную, а иногда даже и основную долю всего смещения потенциала электрода под током. Поскольку роль концентрационного перенапряжения в редокси-процесоах уже обсуждалась ранее, здесь рассматриваются только химическое перенапряжение и активационная поляризация. При этом предполагается, что диффузионное перенапряжение или учтено, или устранено. [c.429]

Рассмотрим некоторые закономерности концентрационной поляризации. Допустим, что ток обмена электрохимической стадии реакции достаточно велик. Поэтому ток, протекающий через электрод, составляет от него только небольшую долю. Если перенапряжение, связанное с протеканием электродной реакции, при этом мало, например меньше 1 мв, то состояние на электроде можно считать, практически равновесным, а электродный процесс обратимым. При этом согласно (VIII, 311) t = t<,z/25,6 (ti = 10 в й = 0,0256/г). [c.391]

Так как потенциалы водородного и кислородного электродов находятся в одинаковой зависимости от pH, теоретическое напряжение разложения воды не зависит от pH электролита, но зависит от температуры. При повышении температуры от 25 до 80 °С оно снижается от 1,23 до 1,18 В. На практике же электролиз воды осуществляется при более высоком напряжении (2,1—2,6В). Такая разница между практически необходимым напряжением и теоретически Еюзможным обусловлена тем, что кроме расхода электроэнергии на собственно электролиз, т. е. на разложение воды, электроэнергия расходуется также на преодоление дополнительных сопротивлений, вызванных сопротивлением электролита, диафрагмы, электродов, контактов, а также концентрационной поляризацией и перенапряжением газов на электродах. [c.110]

Для того чтобы измеренные значения э. д. с. ячейки совпадали с вычисленными по термодинамическому уравнению (463), а также по уравнению Гиббса — Гельмгольца, необходимо проводить измерения при бесконечно малом токе. Только при этом условии прюцесс идет обратимо и система остается е равновесии. Так как в уравнение (464) входят концентрации веществ вблизи ловерхности электрода, то они должны быть одинаковы как на поверхности электрода, так и в объеме раствора. Если концентрации вблизи электрода отклоняются от среднего значения, то возникает концентрационное перенапряжение и процесс становится термодинамически необратимым. Другие виды перенапряжения будут рассмотрены позднее. [c.311]

В действительности при прохождении электролиза вблизи электродов происходит изменение концентрации ионов Ме+, связанное с восстановлением их на катоде (по уравнению Ме++е —>-Ме) и с окислением на аноде (Ме—>-Ме+ + е ). Эти изменения концентраций вблизи электродов нельзя полностью устранить даже при интенсивном перемешивании раствора в процессе пропускания тока. Они, естественно, тем больше, чем больше сила тока и чем меньше размер электродов. Поэтому ме+ ме+ и 6а и к уже не рзвны Ёа увеличивается, а е уменьшается. Разность этих потенциалов противоположна приложенному напряжению и поэтому ее называют противопотен-циалом или концентрационным перенапряжением (Up). Приложенное напряжение должно быть больше потенциала перенапряжения. Если для начальной стадии электролиза соотношение между величинами можно было выразить формулой Rz = = (где — сопротивление ячейки г —сила тока [c.257]

Основы современного электрохимического анализа (2003) -- [ c.134 ]

Электрохимическая кинетика (1967) -- [ c.136 , c.182 , c.361 , c.409 , c.410 ]

Электрохимические системы (1977) -- [ c.22 , c.27 , c.30 , c.33 , c.42 , c.205 , c.205 , c.364 , c.364 , c.416 , c.416 , c.423 , c.423 , c.425 , c.425 , c.426 ]

Размерная электрохимическая обработка деталей машин (1976) -- [ c.21 ]

Электрохимия металлов и адсорбция (1966) -- [ c.88 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология