Электролиз. Напряжение разложения

Электролиз. Напряжение разложения [c.513]

Если бы не было осложняющих обстоятельств, то для осуществления электролиза водного раствора соляной кислоты к электродам нужно было бы приложить напряжение, лишь немного превышающее 1,358 В. Знак прилагаемого к электродам напряжения должен быть противоположен знаку э. д. с. образовавшегося гальванического элемента. Однако для осуществления данных электродных процессов необходимо, чтобы ионы подошли к электродам, адсорбировались на них, после разрядки объединились в молекулы и десорбировались. Эти процессы протекают с определенными скоростями и на их осуществление требуется затрата дополнительной энергии, т. е. необходимо повысить прилагаемое напряжение. Это дополнительное напряжение называют перенапряжением. Оно складывается из перенапряжения на катоде АЬ к и перенапряжения на аноде А а. Кроме того, дополнительное напряжение требуется для преодоления сопротивления раствора электролита (А1/),как и любого проводника тока. Таким образом, напряжение, при котором будет происходить электролиз (напряжение разложения), равно [c.241]

Зависимость перенапряжения кислорода от плотности тока тоже может быть выражена уравнением Тафеля. Однако постоянные а и Ь в этом уравнении нужно определять экспериментально. Из-за наличия перенапряжения водорода на катоде и кислорода на аноде напряжение, при котором начинается электролиз (напряжение разложения), больше теоретического и составляет 1,65—1,69 В. [c.12]

Расход постоянного тока является основной статьей расходов при производстве каустической соды и хлора электрохимическими способами и зависит от напряжения на электролизере и выхода по току. При нормальных условиях работы электролизера выход по току мало изменяется и составляет 94—97%. Основное влияние на расход электроэнергии оказывает напряжение. В условиях промышленного электролиза напряжение разложения составляет 3, — 3,2 в и тоже мало изменяется. [c.233]

При электролизе приходится учитывать напряжение разложения, выход по току и по энергии, а также стоимость исходных ве-ш,еств, затраты на устройство электролизеров и их обслуживание. Теоретически наименьшее напряжение, необходимое для проведения электролиза (напряжение разложения), равно алгебраической разности потенциалов разряда катиона и разряда аниона. В равновесных условиях при обратимости процесса электролиза каждый из этих потенциалов равен по величине и обратен по знаку электродному потенциалу для данного электрода, возникающему при погру- [c.138]

При электролизе приходится учитывать напряжение разложения, выход по току и по энергии. Теоретически наименьшее напряжение, необходимое для проведения электролиза (напряжение разложения), равно алгебраической разности потенциалов разряда катиона и разряда аниона. В равновесных условиях [c.122]

В условиях промышленного электролиза напряжение разложения составляет около ЗД в и практически мало меняется [376]. Перенапряжение на амальгамном катоде было рассмотрено в главе И в промышленных электролизерах оно составляет обычно 40—60 мв. [c.69]

В условиях промышленного электролиза напряжение разложения составляет около 3,1 В и практически мало меняется. Перенапряжение на амальгамном катоде (рассмотренное в гл. 2) в промышленных электролизерах составляет 40—60 мВ. Перенапряжение хлора на графитовом аноде в условиях промышленного электролиза при плотностях тока до 10 кА/м равно 0,10— 0,15 В [1]. [c.58]

Наименьшее напряжение, которое необходимо приложить к электродам для того, чтобы вызвать непрерывный электролиз данного электролита, называется его напряжением разложения ( р). [c.428]

Разность равновесных потенциалов электродных реакций называется обратимым напряжением разложения электролита Uo- Последнее численно равно э. д. с. электрохимической цепи, в которой протекает реакция, обратная реакции при электролизе. Например, обратимое напряжение разложения воды равно э. д. с. водороднокислородной цепи, при отборе тока от которой идет синтез воды из водорода и кислорода (см. 178). При 298 К э. д. с. этой цепи, а следовательно, и Uo равны 1,23 В. Учитывая соответствие между э. д. с. и обратимым напряжением разложения, последнее можно определить по термодинамическим данным согласно (175.9). При электролизе воды происходит выделение водорода на катоде и кислорода на аноде, причем каждый процесс сопровождается свойственным ему перенапряжением, зависящим, в первую очередь, от материала электродов [c.515]

Теоретическое напряжение разложения, рассчитанное для реакции (б), меньще, чем для прямого электролиза воды оно составляет 0,17 В, тогда как при прямом электролизе воды ит(25°)= 1,23 В. Расчетные затраты для комбинированной установки меньще, чем при электролизе воды. Суммарный КПД процесса должен составить 35—37%. В качестве источника энергии для комбинированной системы может быть использован ядерный газовый реактор, снабжающий отбросной теплотой термохимическую ступень процесса и электроэнергией — электрохимическую. [c.83]

Процесс электролиза начинается в том случае, если напряжение, приложенное к электролизеру, превысит на бесконечно малую величину А теоретическое напряжение разложения Т т, т. е. если будет обеспечено условие [c.331]

Если бы выделение водорода и хлора при электролизе хлористых солей было обратимым процессом, то алгебраическая разность потенциалов электродов определила бы значение теоретически необходимого напряжения разложения хлористых солей. [c.142]

Если при пропускании тока в качестве анода взять ие губчатую платину, а обычную гладкую платину, то выделение кислорода значительно затрудняется и для электролиза необходимо большее напряжение, а именно 1,7 в (см. рис. 35). Подобным х<е образом из ряда напряжений мо-кно найти значение напряжения разложения для растворов электролитов, если известны процессы, идуш,ие на катоде и на аноде. Так, раствор, в 1 л которого содержится 1 г-ион серебра и 1 г-ион водорода, при электролизе [c.193]

Выше был рассмотрен пример электролиза 1 н. раствора азотнокислого серебра для выделения серебра из такого раствора необходимо напряжение 0,9 в. Очевидно, если концентрация серебра в растворе меньше 1 н., восстановление будет идти труднее и придется приложить большее напряжение. Серебряный электрод, погруженный в разбавленный (например, 0,1 или 0,01 М) раствор соли серебра, имеет по отношению к водородному электроду потенциал меньший, чем 0,9 в. Это соответствует увеличению напряжения разложения, так как потенциал выделения металла сдвигается влево, т. 6. дальше от потенциала выделения кислорода (см. рис. 35). [c.194]

Из рассмотренного примера видно, что показания вольтметра зависят не только от напряжения разложения, но также от омического сопротивления раствора. Омическое же сопротивление электролизера зависит от расстояния между электродами, от температуры и от концентрации электролита. Последние два фактора обычно изменяются во время электролиза. Таким образом, перед выполнением анализа точно рассчитать необходимое напряжение нельзя. Наконец, напряжение разложения зависит также от того, осаждается ли металл из растворов простой, хорошо диссоциированной соли или из раствора комплексной соли. [c.196]

Значения потенциалов разложения дают нам сведения только о начале электролитического выделения в 1 н. растворе соли. Так как в ходе процесса происходит уменьшение концентрации ионов вследствие выделения их на катоде и аноде, то потенциалы катода и анода при электролизе также изменяются. Из уравнения (399) следует, что в ходе разрядки катионов катодный потенциал уменьшается (сдвигаясь в сторону отрицательных значений), так как уменьшается активность катионов. Соответственно из уравнения (401) видно, что с потерей заряда ионами 0Н (аон- становится меньше) анодный потенциал возрастает (сдвигаясь в сторону положительных значений). Напряжение разложения определяется как [c.260]

В температурных условиях промышленного электролиза напряжения разложения отдельных компонентов электролита составляют Mg b — 2,6 , Na l — 3,15 е, K l—3,29 в, [c.418]

Процесс электролиза. Напряжение разложения при 1000° составляет для NaF около 4,4—4,6 в, для AlFa 3,4—3,7 в, для АЬОз 2,10—2,25 в. В случае угольного анода кислород, выделяющийся из окиси алюминия, связывается углекислотой, что обусловливает деполяризацию порядка 1,15 в. Следовательно, для процесса [c.648]

Выше уже говорилось, что напряжение разложения должно превышать э. д. с. поляризации, которая представляет собой разность потенциалов, возникающих на электродах окислительно-вос-становительных пар. Эти потенциалы вычисляют по уравнению Нернста. Например, при электролизе 1 М раствора С(1504, подкисленного до pH = О (т. е. до [Н+] =1), потенциал пары Сё +/Сс1 равен стандартному потенциалу н= °=—0,40 в. Точно так же и потенциал пары О2 + 4Н+/2Н20 при [Н+] = 1 равен стандартному потенциалу этой пары, т. е. — +1,23 в. Поэтому следовало бы ожидать, что напряжение разложения 1 М раствора С(1504 должно равняться э. д. с. элемента, образующегося из данных пар, т. е. р = - = 1,23 - (-0,40) = 1,63 8. [c.429]

В качестве примера вычислим по этой формуле напряжение разложения для 1 М раствора H2SO4. При электролизе его на катоде образуется пара 2Н+/Нз и на аноде — пара О2 + 4Н+/2Н2О. Следовательно, а = 1,23 в, а , ( = 0. Если электролиз проводится с гладкими платиновыми электродами, то ria = 0,40 в и Г) ( = —0,07 в отсюда [c.431]

Для выделения каждого металла на катоде требуется приложить э. д. с., превышающую напряжение разложения подвергаемой электролизу соли. Поэтому, если анализируемый раствор содержит соли разных металлов, а значения напряжения разложения их отличаются достаточно сильно (на 0,2—0,4 в или более), то соответствующие металлы можно выделять из раствора и количественно определять один за другим. Поясним сказанное примером. Допустим, что электролизу подвергают смесь растворов Ад2504 н dS04, концентрация каждого из них равна 0,1 М Для [c.432]

Определить количество электричества, необходимое для выделения 1 водорода и 0,5 кислорода, получаемых при электролизе воды. Теоретическое напряжение разложения поды равно 1,23 В (при 18 С), а фактическое превышает его в 1,5—2 раза. Рассчитать <[зактический расход электрической энергии. [c.204]

Задача 14.4. Вычислить выход но энергии (в процентах) при электролизе глииозсма в крполпте при постоянном теоретическом напряжеини разложения, равном 1,7 В, и практическом напряжении разложения [c.212]

Минимальная разность потенциалов, которую необходимо создать между электродами, чтобы электролиз начался, называется напряжением разложения электролита. Очевидно, эта величина равна сумме потенциалов разряда ионов на электродах. При отсутствии перенапряжения (см. ниже) на электродах напряжение разложения равно сумме равновесных потегщиалов электродов, образующихся после начала электролиза (в выше разобранном примере — электролиз НС1, aq — равно сумме равновесных потенциалов хлорного и водородного электродов). При [c.614]

Величина напряжения разложения более или менее точно может быть определена для данного электролита определенной концентрации лишь в случае выделения на электродах чистых твердых веществ. Если при электролизе на электродах образуются гвердые или жидкие растворы и, особенно, при выделении газов, напряжение разложения зависит от формы и размеров эл( ктродов, характера их поверхности, условий удаления газов и многих других обстоятельств, подчас не учитываемых Поэтому величина напряжения разложения не может служи ь однозначной характеристикой для любого электролита при различных условиях, так же как и величины потенциалов разряда ионов. Величина э.д.с. электрохимической поляризании при электролизе отражает э.д.с., реально возникающую при приложении внешней разности потенциалов и противодействующую электролизу независимо от того, протекает электролиз или он подавлен э.д.с. электрохимической поляризации. В частном случае возникающая на электродах предельная поляризация может быть как раз лишь незначительно меньшей, чем приложенная разность потенциалов. Тогда эта разность равна сумме потенциалов разряда ионов (напряжению разложения). [c.615]

Однако во многих случаях для того, чтобы электролиз начался, необходимо приложить к электролитической ванне извне разность потенциалов, на конечную величину большую, чем разность равновесных потенциалов электродов, образующихся при лектролизе. Как было сказано выше, эта минимальная вели-, чина приложенной извне разности потенциалов называется напряжением разложения. Разность между напряжением разложения и суммой равновесных потенциалов на электродах называется перенапряжением. [c.618]

Следовательно, при электролизе криолито-глиноземного расплава разряжаются ионы и А10з . Теоретическое напряжение разложения на этих электродах А1 — С равно 1,66 - (-0,47) = =2,13 В. [c.32]

Напряжения разложения добавок фтористых солей А1Гз, NaF, MgF2 и СаГг, рассчитанные по термодинамическим данным для температуры 1300°С, равны, соответственно 3,97 4,37 4,61 5,11 5,16 В. Поэтому при электролизе эти примеси не подвергаются электрохимическому разложению. [c.32]

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]

При электролизе основным процессом является разложение хлорида магния с выделением на катоде магния, а на аноде хлора. Протекание этого первичного процесса подтверждается тем, что напряжение разложения Mg b ниже напряжения разложения остальных хлоридов электролита. Напряжение разложения (в В) хлорида магния, рассчитанное по термодинамическим данным (Лященко), равно [c.515]

Однако процессы (1) и (2) обратимы. Поэтому выделившийся на катоде водород может снова переходить в раствор в виде ионов, отдавая электроны платиновому проводнику. Эти электроны по проводу поступают на другой электрод, содержащий кислород, и равновесие (2) смещается влево. Таким образом, при электролизе возникает гальванический элемент, ток которого направлен в сторону, обратную движению тока от внешнего источника. Поэтому ток от внешнего источника будет идти через электролит только в том случае, если приложенное напряжение будет достаточно для определенного химического процесса, а именно для электролитического разложения раствора или для образования ионов из 1к1ате-риала электрода. Необходимое для этой цели напряжение называется напряжением разложения и зависит, прежде всего, от состава раствора. [c.191]

Для электролиза 1 М раствора сернокислого цинка необходимо напряжение =1,7—(—0,8) =2,5 в. Если приложить меньшее напряжение, например 1,7 в, цинк выделяться не будет. Полноту выделения меди в этих условиях можно вычислить из формулы Нернста. Напряжение разложения 1,7 в при выделении на аноде кислорода в ряду напряжений соствет- [c.197]

Следовательно, при электролизе расплавленных солей с жидким катодом должно понижаться напряжение разложения, т. е. возникает значительная деполяризация, обусловленная сплавообразованием. [c.141]

Напряжение разложения Mg l2 в расплаве с. хлоридами щелочных металлов будет зависеть от активности ионов магния. При электролизе потенциал катода равен —2,7 --2,9 В по отношению к хлорному электроду сравнения. При этом потенциа- [c.144]

Почему с ростом давления напряжение на электролизере для электролиза воды снижается, хотя напряжение разложения воды при этом увеличивается Что определяет верхний предел давления, принятый для промьшь. тениых электролизеров [c.297]

Пример 3. Вычислите минимальное напряжение разложения Сц504 при электролизе раствора этой соли с графитовыми электродами. [c.106]

Это означает, что анодный потенциал тем больше, чем чище растврри-те.1ь. Ход вольт-амперной кривой для электролиза иллюстрирует кривая 4 (рис. Д.84). Значительный ток появляется, если напряжение превышает известное минимальное знач ение, т. е. становится выше напряжения разложения Пг. Точное значение его можно определить экстраполяцией вольт-амперной кривой на ось напряжений. Выше этого значения платиновый катод становится медным электродом, а платиновый анод — кислородным электродом (аналогичным водородному). Начиная с этого момента, равновесное давление киморода у платинового анода достигает величины 0,1 МПа. Под действием атмосферного давления кислород выделяется из раствора. Выше напряжения разложения ход кривой 4 на большом протяжении аналогичен ходу приведенных на этом же рисунке кривых 2 и 3. Незначительное возрастание тока прн напряжении ниже напряжения разложения, так называемый остаточный тоас д можно объяснить следующим. На аноде ионы ОН- могут окисляться [c.258]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология