Перенапряжение разряда кислорода

Эта поляризация называется кислородным перенапряжением (или перенапряжением выделения кислорода). Перенапряжение может возникать и при разряде С1" или Вг , но его значение при данной плотности тока значительно ниже, чем при выделении На и О . [c.53]

Процесс выделения кислорода на аноде сопровождается окислением материала анода. Поэтому при длительном электролизе разряд анионов идет не на металле, а на окисленной поверхности электрода. На величину перенапряжения выделения кислорода оказывает влияние природа поверхностных окислов и прочность связи кислород — металл. С течением времени перенапряжение выделения кислорода несколько повыщается пока не достигнет через длительный промежуток времени постоянного значения. Поэтому величина анодного потенциала в промышленной, длительно работающей ванне, более положительна, чем та, которую определяют в лабораторных условиях. По данным Я. И. Турьяна [12], эта разница для промышленных плотностей тока составляет 0,15—0,18 в. [c.340]

Другой важный вывод, вытекающий из этих исследований, состоит в том, что ряд металлов, расположенных по возрастанию перенапряжения ионизация кислорода при постоянной плотности тока (например, равной половине предельного диффузионного), не совпадает с таковым для металлов, расположенных по возрастанию водородного перенапряжения. Иными словами, металлы ведут себя неодинаковым образом по отношению к катодному процессу разряда ионоа водорода и электрохимическому восстановлению кислорода. [c.92]

Были использованы графитовые аноды как наиболее дешевые, хотя перенапряжение кислорода на них ниже, а для хлора выше. Имеется ряд предложений об использовании в качестве анодов магнетита, диоксида свинца или титана, покрытого платиной или активным слоем из оксидов мета.ялов платиновой группы, Повышение анодной плотности тока увеличивает выход гипохлорита вследствие повышения перенапряжения выделения кислорода и уменьшения процесса разряда ионов С10 на аноде. [c.141]

В качестве анолита следует использовать насыщенный раствор K4[Fe( N)6] и избегать получения в нем сильнощелочной среды, так как это приводит к разложению красной кровяной соли. Обратимый потенциал окислительно-восстановительного процесса IFe( N)6Г =г iFe( N)6] составляет -Ь0,44 В, а обратимый потен-пиал разряда 0Н в нормальном растворе щелочи +0,41 В, поэтому, учитывая высокое перенапряжение выделения кислорода, выход красной кровяной соли в условиях устранения восстановления на катоде может быть близок к 100%. [c.201]

Однако большая склонность металлов группы желеэа к пассивированию не является основной причиной, обусловливающей их высокое металлическое перенапряжение, и не определяет расположения металлов по величине перенапряжения при их выделении из растворов простых солей, Даже после тщательной очистки электролитов от примесей и удаления иэ них кислорода величина металлического перенапряжения разряда ионов железа остается большой. Свинец, который пассивируется значительно легче, чем железо, выделяется в то же время при более низком перенапряжении. Кроме того, при измерении катодной поляризации при высоких температурах раствора не показано, как будет меняться кинетика процесса выделения водорода на поверхности катода при осаждении железа [190]. [c.59]

Анодный процесс сопровождается значительным перенапряжением при анодной плотности тока 10 кA/м потенциал анода сдвигается в положительную сторону на 0,3—0,4 В. Это объясняется тем, что при разряде кислорода на угольном аноде образуются промежуточные, ненасыщенные и неустойчивые соединения типа СхО. Замедленное разложение этих соединений играет важную роль в анодном перенапряжении. Анодный процесс условно можно представить следующими последовательно идущими стадиями [c.149]

В ряде исследований высказывались предположения, что в анодном разряде кислорода на платине участвуют ее поверхностные окислы. Детальное исследование кривых напряжения привело В. И. Веселовского [7] к выводу, что при умеренном анодном перенапряжении в сернокислых растворах образуются окислы платины Р10[О] неизвестного состава, разложение которых дает анодный кислород [c.19]

Первичной реакцией на аноде является разряд ионов хлора с выделением газообразного хлора. И в этом случае в силу термодинамических соотношений разряд кислорода из воды ( °=+0,81 В при pH 7) должен был бы происходить легче, чем разряд хлора ( ° = + 1,36 В). Но это не так, отчасти из-за того, что при разряде кислорода вблизи анода должен образоваться слой с повышенной кислотностью, в результате чего расчетное значение Е увеличится на несколько десятых вольта, и отчасти из-за большого перенапряжения кислорода. [c.239]

Анодный потенциал разряда кислорода вследствие большего перенапряжения близок к -j-1,8 вольта в то время, как потенциал хлора равен [c.290]

Основным фактором, обусловливающим пригодность того или иного материала в качестве анодов, является незначительное перенапряжение выделения хлора [см. уравнение (3.7)] и высокое перенапряжение выделения кислорода [см. уравнения (3.8) и (3.9)], т. 6. высокая селективность по отнощению к разряду инов хлора. С другой стороны, эти аноды должны обладать достаточной механической прочностью, технологичностью изготовления и химической устойчивостью к агрессивным средам. Немаловажен также и экономический фактор при выборе анодов. [c.90]

Обратимый разряд кислорода из нейтрального водного раствора, где концентрация ионов ОН значительно ниже, может происходить при анодном потенциале +0,82 вольта. Выделение кислорода на аноде, однако, сопровождается весьма высоким перенапряжением, которое даже на платинированной платине и при умеренной плотности тока достигает 1 вольта, в результате чего анодный потенциал для разряда кислорода будет около +1,8 вольта. [c.60]

Чем выше перенапряжение при электролизе, тем более глубокие слои пористого электрода затрагивает процесс разряда ионов. Поэтому процесс выделения кислорода осуществляется на большей глубине электрода, чем разряд хлора, вследствие чего разрушение охватывает и внутренние поры графита. При повышении pH раствора возрастает плотность тока разряда кислорода, увеличивается глубина проникания разряда кислорода и зона разрушения графита. Разряд кислорода может происходить в глуби [c.64]

Перенапряжение катодной реакции, возникающее, когда восстановление, т. е. разряд деполяризатора, происходит медленнее, чем снятие электронов с металла. Электроны скапливаются у катода, сдвигая его потенциал в отрицательную сторону. Если катодный процесс протекает с водородной деполяризацией, т. е. происходит восстановление ионов водорода, то наблюдается перенапряжение водорода (т1), если с кислородной деполяризацией— перенапряжение ионизации кислорода (у). [c.36]

Степень протекания этой реакции зависит от соотношения величин перенапряжения хлора и кислорода на графитовом аноде, с одной стороны, и количества ионов ОН , проникающих из катодного пространства в анодное, — с другой стороны. Обратимые электродные потенциалы разряда ионов С1 и ОН при 18° С равны соответственно +1,33 в и +0,82 в, поэтому в первую очередь следовало бы ожидать выделения кислорода. Однако, как видно из рис. 1, с ростом плотности тока перенапряжение выделения кислорода растет несравненно быстрее, 1 ем перенапряжение выделения хлора. [c.16]

Экспериментальная часть. Проверка выведенных соотношений для водородного перенапряжения связана со многими трудностями и возможна только при очень тщательной работе. Одной из наиболее существенных мер предосторожности является удаление следов растворенного кислорода. Поскольку электрохимическое- восстановление кислорода требует значительно менее отрицательного потенциала, его присутсувне даже в ничтожных количествах приводит к спаду перенапряжения разряда ионов водорода. Благодаря этому приходится прибегать к длительному продуванию чистого водорода через ячейку, предварительно очищая его пропускаинем через серию поглотительных устройств (см. рнс. Г)Г) . [c.186]

Обратимый потенциал разряда ионов хлора в растворе, содержащем 4,53 моль/л Г>1аС1, при температуре 25 °С равен 1,325 В обратимый потенциал выделения кислорода в результате окисления молекул воды, рассчитанный по уравнению Нернста, при 25 °С равен 1,23 В. Следовательно, хлор на аноде выделяется при электролизе водных растворов хлоридов за счет более высокого перенапряжения выделения кислорода. [c.143]

Равновесный потенциал разряда на аноде молекул воды с выделением газообразного кислорода ниже равновесного потенциала выделения хлора, поэтому получение нрактически чистого хлора нри электролизе водных растворов хлоридов щелочных металлов становится возможным из-за большего (но сравнению с хлором) перенапряжения выделения кислорода на применяемых в практике анодных материалах графите, платине, окислах рутения или магнетите. [c.85]

С увеличением плотности тока растет разница между значениями перенапряжения для кислорода и хлора. Особенно велика зта разница на платиновых электродах. Позтому при применении платиновых анодов анодный процесс идет с очень высоким выходом хлора по току происходит незначительный разряд кислорода на платиновом аноде из концентрированных растворов Na I. [c.87]

Анодная и объемная плотности тока. Существенное влияние на выход хлората оказьшают анодная и объемная плотности тока. Увеличение анодной плотности очень важно для интенсификации процесса, особенно на анодах с рысоким перенапряжением выделения кислорода. Применение высоких плотностей тока увеличивает расход графита при его использовании в качестве анода. В этом случае для уменьщения его потерь применяют пропитку графита 15%-ным раствором льняного масла. На выход хлората по току благоприятно сказывается уменьшение объемной плотности тока, так как наличие большого объема электролита будет препятствовать доступу гипохлорита натрия к аноду, где происходил бы его разряд, и способствовать химическому окислению гипохлорита в объеме раствора. [c.147]

Перенапряжение выделения хлора на графитовом аноде в насыщенном нейтральном рассоле значительно ниже перенапряжения выделения кислорода. Поэтому ионы 0Н разряжаются на аноде в незначительной степени. Количество ионов хлора и гидроксила, разряжающихся на аноде, зависит от их концентрации в анолите. Доля тока, затрачиваемого на разряд иона 0Н , будет тем меньше, чем выше концентрация Na l в рассоле и ниже концентрация гидроксильных ионов. [c.114]

Образующаяся при анодной поляризации на поверхности цлатины полупроводниковая оксидная пшенка определяет ее, электрохимические, адсорбционные и каталитические свойства. Кислород выделяется на платине с большим перенапряжением. Разряд молекул воды идет с участием а-оксида Р10(0)адс, содержащего лабильный кислород, по схеме [c.35]

Однако перенапряжение разряда ионов кислорода на обычных анодных материалах выше, чем для ионов хлора. Поэтому потенциал выделения хлора в условиях электролиза нейтральных или кислых концентрированных растворов хлоридов щелочных металлов ниже потенциала выделения кислорода, вследствие чего происходит преимуществеиное выделение хлора. При электролизе на платиновых анодах соотношение потенциалов выделения хлора и кислорода таково, что можно получать практически чистый хлор. В процессе электролиза с графитовыми анодами одновременно с хлором выделяется кислород. Количество кислорода в хлоргазе зависит от условий ведения анодного процесса и обычно колеблется от 0,5 до 3,0%. При малой анодной плотности тока, когда перенапряжение невелико, доля тока, расходуемого на выделение кислорода, возрастает. [c.30]

Плотность тока в большой мере влияет на перенапряжение выделения кислорода. С повышением плотности тока перенапряжение выделения кислорода возрастает значительно быстрее, чем перенапряжение разряда хлора. Так, на графитовом аноде в 0,1 н. растворе НС1, насыщенном Na l, доля тока, расходуемого на разряд кислорода, составляет 4,39% при 25° С и плотности тока 50 Ым и 0,29% при той же температуре и плотности тока 1000 а м . В таких же условиях при 50° С эти доли соответственно равны 16,8 и 0,75%. Современные электролизеры с ртутным катодо1Л работают при плотностях тока от 5000 а м и выше, вследствие чего доля тока, расходуемого на разряд кислорода, незначительна. [c.231]

Характерно, что но мере смещения потенциала электрода в анодный полупериод в положительную область в следующий катодный полупериод тока наблюдается сильное смещение потенциала электрода в отрицательную сторону, что свидетельствует об увеличении перенапряжения выделения водорода на более окисленной поверхности титана. При низких частотах, когда растворение титана в анодный полупериод вследствие образования на его поверхности фазовых окисных слоев затруднено и потенциал электрода сильно смещается в положительную область, перенапряжение выделения водорода в катодный полупериод гораздо выше, чем при высоких частотах. С возрастанием частоты степень заполнения поверхности электрода фазовыми слоями значительно уменьшается, поэтому перенапряжение катодного выделения водорода на титане в этом случае меньше, чем при низких частотах. Следует, однако, заметить, что даже при частоте поляризующего тока 5000 гц перенапряжение разряда ионов водорода в катодный полупериод тока на поверхности титана выше, чем при катодной поляризации постоянным током (см. рис. 3). Это свидетельствует о том, что и в этом случае на части поверхности электрода, но-видимому, находится какое-то количество невосстаповившегося в катодный полупериод кислорода. [c.91]

Таким образом, в нейтральном рассоле обратимый потенциал разряда ОН-ионов значительно ниже ебрати-мого потенциала разряда ионов хлора. Разряд гидроксильных ионов происходит в незначительной степени только благодаря высокому перенапряжению выделения кислорода на графите при сравнительно невысоком перенапряжении выделения хлора. Чем выше концентрация Na l в электролите у анода, тем легче происходит разряд ионов хлора и тем меньше относительная доля тока, расходуемого на разряд ОН-ионов. Даже небольшое увеличение щелочности раствора у анода—до 0,04 г/л (концентрация ионов гидроксила составит при этом 1 10 г-экв/л) вызывает значительное снижение обратимого потенциала разряда ОН-ионов, который станет равным [c.82]

Для получения 1 г-мол Na lOs по этой реакции необходимо всего б F (по 2 F на образование каждого г-мол НСЮ и Na IO). Побочной реакцией на аноде является разряд ионов ОН" (или восстановление молекул воды). Следовательно, нужно выбрать условия, обеспечивающие высокое перенапряжение выделения кислорода. Поэтому в качестве материала анода применяют графит. Раньше применяли также платиновые и магнетитовые аноды. Низкие температуры способствуют повышению перенапряжения кислорода и, следовательно, высоким выходам по току, но при повышенных температурах ускоряется реакция химического образования хлорат-иона. Катодный процесс сводится к выделению водорода. Так как хлорноватистая кислота и гипохлорит натрия связываются в хлорат натрия, то концентрация их остается невысокой, и при этих условиях выхода по току хлората натрия могут превосходить 90%. [c.375]

Стандартный потенциал кислородного электрода равен 1,229 в [284]. В нейтральном растворе он составляет 0,815 в, поэтому при электролизе раствора Na l с малой плотностью тока в первую очередь начинает выделяться кислород. Однако перенапряжение выделения кислорода возрастает значительно быстрее, чем перенапряжение разряда хлора, поэтому уже при сравнительно низкой плотности тока скорость разряда хлора превышает скорость разряда кислорода. В опытах Животинского и Любинской [82] на графитовом аноде в 0,1 н. растворе НС1, насыщенном Na l, при 25 °С доля тока, расходуемого на разряд кислорода, составляет 4,39% (при плотности тока 50 ajM ) и 0,29% (при плотности тока 1000 а м ). Для тех же условий при 50 °С эти доли соответственно равны 16,8 и 0,75%. [c.61]

Стандартный потенциал кпслородного электрода равен 1,229 В ([1]. В нейтральном растворе он составляет 0,815 В, поэтому при электролизе раствора хлористого натрия с малой плотностью тока в первую очередь начинает выделяться кислород. Однако перенапряжение выделения кислорода возрастает значительно быстрее, чем перенапряжение разряда хлора, поэтому уже при сравнительно низкой плотности тока скорость разряда хлора превышает скорость разряда кислорода. [c.49]

Исследования [8]. показали, что разряд хлора происходит вблизи поверхности анода, углубляясь внутрь пор не более чем на несколько десятых долей миллиметра. Это объйсняется сравнительно невысоким перенапряжением при разряде ионов хлора на графите. Как упоминалось ранее, с ростом плотности тока скорость разряда кислорода на аноде увеличивается, но в меньшей степени, чем скорость разряда хлора. Поэтому с повышением плотности тока абсолютная скорость срабатывания графитированного анода увеличивается, а относительная скорость срабатывания (на единицу выработанного хлора или на единицу пропущенного тока)— уменьшается. Скорость срабатывания графитированных анодов возрастает с повышением температуры и концентрации сульфат-ионов в рассоле. Зависимость износа графита ( , кг) от содержания в растворе сульфат-ионов выражается уравнением [9] [c.52]

При осуществлении анодных окислительных процессов наряду с основным процессом всегда выделяется кислород. Так, при анодном окислении хлорид-ионов всегда на аноде в той или иной степени идет процесс выделения кислорода, снижающий долю тока, расходуехмого на разряд ионов хлора. Соотношение между током, идущим на разряд хлора, и током, идущим на выделение кислорода, определяется характером частных поляризационных кривых. Чем больше перенапряжение при выделении кислорода, тем меньше доля тока, расходуемого на образование кислорода. На рис. 75 показаны анодные поляризационные кривые при выделении хлора. Ток, идущий на разряд ионов хлора, равен 11, ток, идущий на разряд кислорода 2, суммарный ток а = 1 + 2 и анодный выход хлора по току (без учета растворения хлора) Втсь (в %) [c.157]

Вопрос о природе поверхностно-адсорбированного кислорода, участвующего в реализации кислородного перенапряжения, однозначно не может быть решен с учетом имеющегося экспериментального материала. На основе выдвинутых в первой части настоящего доклада положений и всей совокупности экспериментальных g Л данных принимается, что и У в этом случае (Pt-электрод в HaSOi) стадией, определяющей суммарную скорость процесса, является электрохимическая десорбция кислорода, т. е. акт образования молекулы Оа в результате разряда кислорода молеку,пы воды на адсорбированном атомарном кислороде (гидроксил-радикале). Электрохимическая генерация адсорбированного атомарного кислорода (гид- [c.248]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология