Электрохимия Растворы электролитов

Электрохимия — это наука, которая изучает закономерности, связанные с взаимным превращением химической и электрической форм энергии. Взаимное превращение этих форм энергии соверщается в электрохимических системах. Непременными составными частями электрохимической системы являются ионный проводник электричества — электролит два металлических электрода, которые создают контакт двух фаз — жидкой и твердой внешняя цепь — металлический проводник, обеспечивающий прохождение тока между электродами. Для того чтобы знать, каким закономерностям подчиняются электрохимические реакции, от чего зависит их скорость, что является источником электрической энергии в электрохимической системе и каков механизм прохождения электрического тока, необходимо изучить свойства растворов электролитов, электрохимические равновесия на поверхности раздела двух фаз, термодинамику электрохимических систем и кинетику электродных процессов. [c.6]

Требования, предъявляемые к электролиту в прикладной электрохимии, могут быть сформулированы следующим образом 1) растворы электролитов должны иметь минимальное удельное электрическое сопротивление 2) ионы электролита не должны участвовать в побочных электрохимических и химических реакциях, протекающих при электролизе 3) электролит должен обладать минимальной агрессивностью по отношению к материалам, из которых изготовлена аппаратура, применяемая в данном электрохимическом производстве 4) электролит должен быть доступен и иметь минимальную стоимость 5) электролит должен сохранять стабильность своих характеристик на протяжении длительного периода электролиза. [c.22]

Как видно из рис. 1, для, осуществления электрохимической реакции необходима некоторая система — электрохимическая цепь. Существенные элементы такой цепи — металлические (или полупроводниковые) электроды, проводник второго рода (раствор электролита, его расплав или твердый электролит) и границы раздела фаз между металлом и электролитом, между двумя различными металлами и между двумя различными электролитами. Закономерности протекания тока в электрохимической цепи, а также закономерности электрохимического равновесия определяются свойствами всех этих элементов. Строение металлов и полупроводников, а также их электропроводность служат объектом изучения физики, а не химии. Объекты изучения электрохимии — ионные системы (проводники второго рода) и границы раздела фаз с точки зрения их структуры и механизма переноса заряженных частиц. [c.5]

Изучение электрической проводимости электролитов открывает возможность определять подвижность ионов в растворах и число ионов, на которое распадается электролит, строение комплексных соединений и др. На изучении электрической проводимости основан метод кон-дуктометрического анализа и т. д., что рассматривается в курсах электрохимии и физической химии. [c.195]

В электрохимии часто встречаются электрические цепи, состоящие из металлических и электролитических проводников, и точка или поверхность контакта между проводниками этих двух типов называется электродом. В сущности электрод служит источником или, наоборот, приемником электронов когда электроны переходят с него в электролит, он называется катодом, а когда электроны поступают из электролита на электрод, он называется анодом (рис. 16.1). По своей природе электроды могут быть инертными и просто пропускать электроны в электролитический раствор или из него, не подвергаясь при этом какому-либо изменению, но возможны и другие случаи, когда протекание электрического тока через электроды приводит к их растворе- [c.285]

Процесс гальванопластики является Частью прикладной электрохимии, а именно электрометаллургии водных растворов солей металлов. Процесс основан на выделении металла под действием электрического тока из водных растворов солен металлов (электролитов). Выделяемый металл может отлагаться на любом теле, проводящем ток, если это тело погрузить в электролит и соединить с отрицательным полюсом. Роль такого тела и выполняют в процессе гальванопластики формы, на которых откладывается металл желаемой толщины. [c.29]

При этом, если электролит представляет собой токопроводящий раствор одного или нескольких веществ в воде или ином растворителе, то это будет отвечать электрохимии водных или неводных растворов. Если электролитом служит расплавленная соль или [c.11]

Первоначально некоторыми исследователями предполагалось, что -потенциал коллоидной химии — это то же самое, что электродный потенциал или 8-потенциал электрохимии точнее та его часть, которая соответствует скачку потенциала на границе электрод — электролит. Для такого предположения имелись известные основания, вытекающие из самой природы электрокинетических явлений. Действительно, если граница раздела жидкость — твердое тело в то же время является плоскостью скольжения при относительном перемещении фаз, то -потенциал должен быть равен 8-потенциалу или, вернее, скачку потенциала Если бы это предположение оказалось справедливым и отвечающим опыту, то появилась бы возможность экспериментального измерения скачка потенциала электрод — электролит, а следовательно, и определения абсолютного потенциала электрода. Проверить правильность этого предположения прямым сравнением независимо найденных значений -потенциала и -потенциала нельзя, так как гальвани-потенциал не может быть определен экспериментально. Однако имеется возможность косвенной проверки сопоставлением зависимости -потенциала и 8-потенциала от состава раствора. [c.240]

При этом если электролит представляет собой токопроводящий раствор одного или нескольких веществ в воде или ином растворителе, то это будет отвечать электрохимии водных или неводных растворов. Если электролитом служит расплавленная соль или смесь расплавленных солей и окислов, то это будет соответствовать электрохимии расплавов, или электрохимии расплавленных сред если межэлектродное пространство заполнено газом, то — электрохимии газов. [c.12]

Если электролит представляет собой токопроводящий раствор одного или нескольких веществ в воде или ином растворителе, то такие системы относятся к электрохимии водных й ли неводных растворов если электролитом служит расплавленная соль (или смесь расплавленных солей и окислов), то это будет соответствовать электрохимии расплавов или электрохимии расплавленных сред если межэлектродное пространство заполнено газом — то электрохимии газов. Электрохимическая система может находиться в равновесном (рис. 2, а) или неравновесном (рис. 2,6, в) состоянии. [c.10]

Явление электролиза впервые было изучено Фарадеем, которому принадлежит честь открытия двух фундаментальных законов электрохимии. Им же предложены и термины, применяемые до сих пор электролиз, электролизер (сосуд, в котором происходит электролиз), электролит, анод, катод, анион (отрицательно заряженный ион, движущийся к аноду), катион (положительно заряженный ион, движущийся к катоду). Покажем сущность явления электролиза на примере электролиза раствора хлорной меди. Данная соль в воде диссоциирует на ионы по схеме [c.11]

Несмотря на проведенные теоретические исследования, [7,13—16], приходится признать, что теории установления окислительно-восстановительного потенциала на индифферентных электродах, по сути, не существует. Применение электродов из неблагородных металлов требует специальных электрохимических исследований их поведения в средах, приближающихся к составам жидких фаз, которые изучают этим методом. Отсутствие единообразного подхода к рассмотрению явлений, сопровождающих изменение э. д. с. электрохимической ячейки, берет начало в теоретической электрохимии, применяющей индифферентный электрод как невзаимодействующий с раствором и необходимый лишь для установления контакта электрод—электролит. Поэтому, по нашему мнению, может быть применен любой металл, не взаимодействующий в данных условиях с данным раствором. [c.54]

На кафедре электрохимии МХТИ им. Д. И. Менделеева исследовали электролит на основе трехвалентных соединений хрома, которые являются менее вредными для здоровья, а электрохимический эквивалент при выделении из них хрома в 2 раза больше, чем из растворов шестивалентных соединений хрома. Хорошие результаты были получены в электролите следующего состава [c.93]

Все основные законы электрохимии водных растворов применимы и к расплавленным средам. Однако, отсутствие воды, как растворителя, и высокая температура электролиза вносят в процессы при электролизе расплавленных солей некоторые особенности. Электропроводность расплавленных электролитов выше, чем в водных растворах. Выход же по току, как правило, меньше, что связано, главным образом, с явлением растворимости выделенного на катоде металла в электролите с последующим окислением этого металла на аноде или на поверхности электролита. Выход по току может понижаться также за счет испарения катодного металла или взаимодействия его с материалами футеровки ванн при высоких температурах электролиза. [c.56]

Таким образом, отличительным признаком всякого электрохимического процесса, протекающего на границе фаз электрод — электролит 1В гальванических элементах или электролитных ваннах, является непременное участие электрона. Электрохимия— отрасль химической науки, изучающая наиболее общие законы прев ращения веществ в электролитах и на границе фаз электрод — электролит при поглощении либо отдаче молекулами, атомами или ионами электронов. Именно электронный переход и реакция между ионами и электронами на границе металл— раствор определяют наблюдаемые при электролизе превращения электрической энергии в новые химические вещества в электролитных ваннах либо глубокие качественные превращения вещества на полюсах элементов с возникновением электрического тока. Нетрудно заметить, что механизм электрохимических процессов существенно отличается от обычной картины химического превращения материи. [c.12]

Если электролитный раствор в неводном растворителе в определенном интервале концентраций подчиняется закономерностям теории сильных электролитов, то числа переноса и, соответственно, подвижность ионов могут быть найдены с помощью обычных методов электролиза по Гитторфу, движущейся границы и э.д.с. (Все эти методы достаточно подробно описаны в общих курсах теоретической электрохимии.) Применение метода Гитторфа не приводит к особым затруднениям, помимо обычных мер предосторожности при работе с неводными растворами и выбора подходящей аналитической методики. При использовании метода движущейся границы часто нелегко бывает подобрать подходящий индикаторный электролит, поэтому таким методом в неводных растворах выполнено очень мало исследований. [c.254]

Выяснение закономерностей совместного разряда различного рода ионов имеет весьма важное значение для электрохимии. Во всех случаях при электролизе водных растворов в электролите присутствуют не только ионы, по которым протекает основная реакция, но и ионы других видов. В частности, при электроосаждении металлов в растворе всегда имеются ионы водорода, которые могут в какой-то степени восстанавливаться наряду с ионами металла на электроде и тем самым оказывать большее или меньшее влияние на скорость протекания основной реакции. [c.109]

Абсолютные значения диффузиониых потенциалов (табл. 6.3) невелики и обычно не превышают нескольких сотых вольта, хотя на границах растворов кислот и щелочей они могут составлять и десятые доли вольта. В технической электрохимии поэтому диффузионные потенциалы, как правило, не учитываются. Правда, иногда, например при промышленном электролите воды, применяются меры для их снижения с целью уменьшения расхода электроэнергии. [c.153]

Перенапряжение имеет кинетическую природу. Оно связано с отношением скоростей процессов, протекающих на электроде. Допустим, что с поверхности электрода уходит в раствор в единицу времени п ионов, но столько же возвращается из раствора обратно. Значение электродного потенциала, отвечающее такому равновесному состоянию, вычисляется по формуле Нернста. Но поскольку оба противоположных процесса идут с одинаковой скоростью, то суммарного тока нет электрод не растворяется и вещество выделить из раствора нельзя. Чтобы дать возможность одному из этих процессов преобладать над другим, необходимо изменить значение электродного потенциала по сравнению с теоретическим, или, иначе, поляризовать электрод в ту или другую сторону. Эта дополнительная поляризация и получила название перенапряжения. Очевидно, что без перенапряжения на катоде и на аноде невозможно прохождение тока через электролит. В большинстве случаев перенапряжение на катоде имеет большее значение для электрохимического процесса, чем на аноде. Ответ на вопрос, почему в одних случаях перенапряжение велико, а в других мало, дается в литературе по электрохимии (Л. И. Антропов, В. В. Скорчелетти). [c.159]

В виду этого А. Шлейхер внес предложение предварительно электролитически разделять такие растворы на отдельные группы. Это деление производится на основании общеизвестных законов электрохимии, соответственно роду электролиза и кислому или основному характеру электролита. Из кислого раствора осаждаются при 80—90° Hg, Ag, РЬ, В], Си, Аз, 5Ь, 5п, а из сильно аммиачного раствора, при высокой плотности тока, высоком катодном потенциале и при обыкновенной температуре — выделяются элементы Со, N1, С(1, Zп, Мо. Марганец осаждается на аноде. В электролите остаются в качестве гидроокисей Сг, Ре, А1, а в растворе щелочные и щелочио-земельные металлы. Электролитическое осаждение происходит на медной или платиновой сетке, которые и подвергаются действию конденсированной искры. [c.35]

Электрохимию широко используют для очищения (рафинирования) металлов, полученных разными способами. Например, для рафинирования меди катод готовят из чистой медной пластннки, а анодом служит сама медь с примесями. Оба электрода опускают в ванну с электролитом, в качестве которого применяют смесь растворов серной кислоты и сульфата меди (И), При прохождении постоянного тока через электролит на катоде осаждается чистая медь. [c.144]

В случаях электролиза металлов, имеющих наиболее электроотрицательные электродные потенциалы (алю-мииий, магний, натрий и др.), использовать в качестве электролиза водные растворы их солей ие представляется возможным, так как на катоде будет выделят1 ся в основном водород и содержащиеся в электролите и аноде примеси. В этом случае прибегают к получению металлов электролизом из расплавленных соединений их солей. Такие расплавленные соединения обычно имеют высокую электропроводность, т. е. ЯВЛЯЮТСЯ хорошо диссоциированными электролитами, подчиняющимися те1 же законам электрохимии, как и водные растворы. Отсутствие воды упрощает ход электролиза, однако усложняющим фактором является высокая температура расплава, что приводит к резкому возрастанию скорости химических реакций между электролитом, продукта ми электролиза, электродами, футеровкой и воздухом. Это предъявляет дополнительные требования к материалам и конструкции электролизных ванн. [c.332]

B. Нернста разность потенциалов, наоборот, сосредоточена на двух границах металл/электролит, на которых протекают электрохимические реакции ( химическая теория э.д. с. ). Зависимость н. р, ц. от состава раствора, а также связь ее с энергией Гиббса реакции послужили вески.м аргументо.м в пользу представлений Нернста. Вместе с тем существует и экспериментальный факт, свидетельствующий в пользу взглядов Вольта между вольта-потенциалом двух металлов в вакуулме и значением н. р. ц. при погружении этих металлов в раствор электролита наблюдается соответствие более отрицательный металл в вакууме, как правило, более отрицателен в растворе чем больше значение вольта-потенциала, тем больше значение и. р. ц. Возникающее противоречие между этими взглядами получило название проблемы Вольта в электрохимии. [c.260]

Электрохимия обязана своим развитием замечательным трудам русских ученых. Так, В. В. Петров (180.3) ранее Фарадея и Девст опубликовал сппи работы по электроли.чу ряда химических соединений (воды, окислов ртути, свинца, олона и др.). Электролиз этих веществ он осуществлял при помощи огромной батареи, состоявшей из 4 200 медных и цинковых кружков. Гротгус еще в 1805 г. высказал мысль, что химические процессы, по существу, являются электрическими. Б. Якоби (18.37) открыл гальванопластику. Ой с полным основанием писал Гальванопластика исключительно принадлежит России здесь она получила свое начало и образование . И. А. Каблуковым проведены важные исследования в области электрохимии неводных растворов. [c.147]

Исследование А. Т. Ваграмяна и Д. Н. Усачева и показало, что в случае злектроосаждения хрома процесс осложняется наличием пленки на поверхности электрода. Согласно развитому в работе представлению [39], восстановление ионов хрома происходит не из ионов раствора, а непосредственно из продуктов пленки, образующейся в процессе электролиза на поверхности катода. В состав этой пленки входят хромат-ионы и продукты их неполного восстановления, кроме того,— некоторое количество чужеродных анионов, без которых выделения металла не происходит. Д. Н. Усачевым и А. Т. Ваграмяном было предположено, что металлы, которые входят в пленку в виде сложных анионов и являются ее составной частью, могут разряжаться наряду с ионами хрома. Исследование показало, что действительно при введении в раствор хромовой кислоты марганца в виде КМПО4 на катоде осаждается сплав марганец —хром, содержащий при определенных условиях электролиза (температура, плотность тока, концентрация) 15% Мп и 85% Сг. При изменении условий электролиза состав сплава меняется. Следует отметить, что при введении в хромовый электролит марганца не в виде аниона, а в виде катиона М.п + на катоде осаждается лишь хром, а марганец в осадке не обнаруживается. Это совершенно необычное, аномальное явление для электрохимии, когда в одинаковых условиях электролиза ион более высокой валентности восстанавливается до металла, а более низкой — не восстанавливается. [c.194]

В руководствах по электрохимии в обозначениях элементов описанного типа фигурируют лишь две границы металл—электролит, граница же металл — металл лишь подразумевается. В стандартные электродные потенцизлы одна из Э их границ входит неявным образом. По водоротной шкале это — электродвижущие силы элементов, состоящих из стандартного платиноводородного полуэлемента, погружённого в раствор с водородными ионами при коэффициенте активности, равном единице, и полуэлемента из рассматриваемого металла, погружённого в раствор его собственных ионов (при единичной активности) при этом вводится поправка на потенциалы жидкостных границ. Элемент [c.412]

Центральным и преимущественно развивающимся разделом современной электрохимии является кинетика электродных процессов. При обсуждении этого раздела в учебниках и учебных пособиях ПО электрохимии основное внимание уделяется строению двойного электрического слоя на границе металл — электролит, диффузионной и собственно электрохимической кинетике. При этом химические стадии электродных реакций и химические реакции в растворах, в которых участвуют реагирующие на электроде частицы, обычно рассматриваются как дополнительные осложнения. Между тем в настоящее время стало очевидным, что подавляющее большинство эл.ектродиых реакций включает химические стадии, которые предшествуют или следуют за собственно электрохимическими стадиями, либо осложнено химическими реакциями в объеме электролита. Это в первую очередь относится к электродным реакциям, протекающим с участием ионов металлов или органических соединений в растворах электролитов, которые широко используют на практике (процессы электроосаждения и анодного растворения металлов, электросинтез и анализ органических и неорганических соединений и др.). Электрохимические методы исследования (потенциометрия, полярография, различные варианты вольтамперометрии) в настоящее время широко применяются при количественных исследованиях химических реакций в растворах (равновесия и кинетика реакций комплексообразования, реакций органических соединений). Поэтому они представляют значительный интерес для физико-химиков, не-органиков, органиков и тех, кто занимается электроаналитиче-скими методами. [c.3]

Исследования, произведенные на кафедре электрохимии Технического университета в Будапеште, показывают, что для деталей средних размеров, но сложных по конфигурации потери электролита составляют 30— 50 мл1м . Величина потерь зависит от способа подвешивания изделий в ванне, а также от времени выдержки изделий над ванной после их выгрузки оптимальное время выдержки 8—10 сек. При изготовлении подвесных приспособлений острые углы следует закруглять. Покрытие приспособлений твердой резиной снижает потери. Добавление в электролит веществ, уменьшающих поверхностное натяжение раствора, также уменьшает количество выносимого из ванны электролита. [c.276]