Электрохимические свойства материала электрода

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛА ЭЛЕКТРОДА [c.37]

При переходе от (1.48) к (1.49) и (1.53) — (1.55) роль энергетического фактора падает, а кинетический все больше определяется транспортными свойствами электрохимически активных частиц. Из этого, однако, нельзя сделать вывод, что значение выбора материала электрода в измерении окислительного потенциала уменьшается, так как та или иная природа лимитирующей стадии электр одного процесса — это тоже проявление свойств материала электрода, его селективности. Например, оценивая влияние примесей, мы исходили из зависимостей, представленных поляризационными кривыми на рис. 1.8, в и 1.9, а и б. Для другого электродного материала, на котором оба конкурирующих процесса существенно тормозятся, можно получить иную картину расположения поляризационных кривых, что потребует другой оценки минимального значения /о для реализации равновесных потенциалов. [c.58]

Как правило, нарушение электрохимического равновесия сопровождается нарушением равновесного распределения электрохимически активных частиц между приэлектродным пространством и объемом раствора. В этом случае материал электрода служит катализатором реакции между окислительно-восстановительными системами. Поэтому при решении вопроса о природе потенциала следует исследовать каталитические свойства материала электрода. [c.295]

Твердые полярографические электроды по роду материала делят на металлические и полупроводниковые. Полярографическое поведение последних еще мало изучено, но электрохимические свойства полупроводников не исключают возможности их использования для полярографических целей. [c.194]

Все это делает актуальным обобщение обширного материала по электрохимическим свойствам углеродных материалов и кинетике протекающих на них реакций. Этой проблематике посвящена предлагаемая читателю монография М. Р. Тарасевича работы возглавляемой им лаборатории Неметаллические катализаторы внесли большой вклад в развитие электрохимии неметаллических систем. К таким системам относятся и углеродные материалы. Электрокаталитические свойства углеродных материалов как промотированных, так и химически модифицированных в течение ряда лет изучались в лаборатории М. Р. Тарасевича с целью создания высокоактивных электродов для процессов электрохимической энергетики. Полученные результаты составляют существенную часть данной монографии. [c.4]

Из литературных данных [1—3] известно, что сера взаимодействует со ртутью, используемой в качестве материала электрода, с образованием сульфида ртути. Продуктом электрохимического восстановления сульфида ртути является сульфид-ион (в кислой среде — сероводород), который оказывает существенное влияние на основной процесс [2]. В связи с этим необходимо знать поведение сульфид-нона на ртутных электродах. Электрохимические свойства сульфид-иона представляют интерес для электрохимии и сами по себе, особенно для ее новой отрасли — пленочной полярографии. Поэтому цикл работ по электрохимии серы и ее простейших соединений был начат нами с исследования растворов сульфида натрия. [c.260]

Технология изготовления угольных и графитированных анодов описана в литературе 15—7]. Искусственный графит обладает свойствами, которые позволяют применять этот материал для изготовления аподов в ряде электрохимических процессов. Графитовые аноды химически стойки, ингеют хорошую электропроводность и высокую механическую прочность. Материал графитовых электродов в отличие от материала угольных электродов имеет высокую степень чистоты, значительно меньшее содержание золы, обладает кристаллической структурой. Большинство примесей, содержащихся в сырье, применяемом для производства графитовых анодов, улетучиваются в процессе графитации при температуре около 2200 С. Искусственный графит поддается механической обработке, электродам из графита можно придать геометрическую форму, необходимую и пригодную для конструирования анодного блока электролизера. Такие электроды сравнительно дешевы и доступны для использования. [c.82]

Связь между поляризацией и свойствами веществ, участвующих в реакциях электрохимического восстановления и окисления (394), 2. Влияние материала электрода и величины его потенциала на процессы электрохимического восстановления и окисления (395), 3. Влияние состава раствора на кинетику реакций электрохимического восстановления и окисления (399). [c.508]

Выходом из этой дилеммы явилось создание экономичного ДСК-электрода. Такой электрод состоит из металлического носителя (никелевой сетки, сита или никелевой пластины), на который напекается тонкий слой ДСК-материала. В соответствии с такой конструкцией экономичный электрод получает свои электрохимические свойства от ДСК-слоя, который может иметь толщину до 0,2 мм, в то время как носитель обеспечивает механическую прочность и низкоомный токоподвод [18]. [c.254]

Решение конкретных задач, таких, например, как поиск материала электродов для топливных элементов и других источников тока, для амперометрических определений, способствовало детальному изучению электрохимических свойств разных мате- [c.5]

Электроды — проводники, обладающие электронной проводимостью и контактирующие с раствором электролита. С помощью электродов осуществляют подвод (или отвод) электроэнергии от электрохимического устройства. В зависимости от проводимого процесса электроды имеют различное назначение. В химических источниках тока материал электрода, как правило, принимает участие в токообразующей реакции, растворяясь или изменяя свой химический состав. При получении химических продуктов в большинстве случаев электроды в реакции не участвуют, а служат только для подведения электричества к границе электрод— раствор, где протекает электрохимическая реакция. В гальванотехнике и гидроэлектрометаллургии на отрицательно заряженном электроде — катоде происходит выделение металла. В этих процессах, как правило, используются растворимые аноды, материал которых обогащает раствор ионами того металла, который выделяется на катоде. В том случае, когда необходимы нерастворимые электроды, кроме химической устойчивости в данной среде они должны обладать и другими свойствами, например, каталитической активностью, которая позволяет с высокой селективностью проводить основную электрохимическую реакцию достаточной механической прочностью. Материал, из которого изготовляется электрод, должен быть дешев и доступен. Немаловажное значение имеет стабильность состояния поверхности электрода во времени. [c.10]

Протекание электрохимического процесса в больщой степени зависит от материала, используемого для изготовления анодов и катодов, и состояния поверхности последних. Изменяя электрохимические свойства электродных материалов и поверхности электродов, можно влиять на перенапряжение на электродах и на протекание электрохимического процесса. На ход процесса и его селективность можно также воздействовать, изменяя электродную и объемную плотности тока, температуру процесса в целом или температуру непосредственно на аноде или катоде, состав электролита, величину pH, вводя те или иные добавки в электролит. [c.8]

В последнее время был получен обширный экспериментальный материал по электрохимическим и физикохимическим свойствам адсорбционных слоев на металлах. При этом были использованы изменения адсорбционных потенциалов, применены радиоактивные индикаторы и другие методы, позволяющие определить влияние адсорбционных слоев на кинетику электродных процессов. Поскольку в процессе электроосаждения металлов адсорбционные явления занимают особое место, то при рассмотрении влияния чужеродных частиц, адсорбирующихся на поверхности электрода, в процессе осаждения металлов необходимо учитывать соотношение скоростей осаждения и пассивирования металла. В случае, когда скорость осаждения металла больше, чем скорость адсорбции, поверхность металла неполностью покрывается чужеродными частицами. При этом электрохимическая реакция протекает только на активных участках электрода и ее скорость будет пропорциональна доле активной поверхпости. Если скорость адсорбции больше скорости осаждения металла, то поверхность электрода полностью закрывается частицами (пассивируется). Б этом случае скорость протекания электрохимической реакции лимитируется перенапряжением, обусловленным работой проникновения ионов металла через адсорбированный слой [c.370]

Так как спекание связано в основном с процессами диффузии, то даже при спеканни без плавления есть опасность проникновения материала скелета в зерна серебра Ренея, что может иривести к ухудшению электрохимических свойств электродов. Рауб и Плате [12] исследовали поведение прессованных смесей из порошков серебра с никелем или железом при спекании. Измерением термического расширения, электросопротивления и твердости, микроскопическим и структурным анализом удалось показать, что при спеканни не происходит реакции между серебром и никелем или железом. Этого результата следовало ожидать, так как в системах [c.327]

Ртутный капающим электрод пе прпмсппм для решения большинства зя-да , связанных с анодным окислением веп[ества, ввиду малого значения потенциала анодного растворения ртутн (500 мВ, относительно НКЭ). Невоз-мо кно также катодное восстановление веществ, более благородных, чем ртуть. Кроме того, прн проведении некоторых электрохимических реакций с органическими веществами значительную рс ль могут играть электрокаталити-ческие свойства материала электрода. [c.297]

Опыты по длительности работы позволяют установить, как изменяются электрохимические свойства (равновесный потенциал, поляризация и предельная плотность тока) ДСК-электродов спустя недели и месяцы их работы при анодной поляризации. Основанием такого рода изменений является изменение каталитических свойств материала электрода (никель Ренея, никель), в свою очередь связанных со следующими факторами [c.215]

Вступление химии электродных процессов, или, как ее иначе называют, электродики , в современную стадию развития происходит во многих направлениях. В настоящее время кинетика электродных процессов трактуется с формальной полнотой в соответствии с кинетикой, разработанной в других областях для описания последовательных химических реакций, и ее место как части физической химии гетерогенных реакций достаточно выяснено. Старый эмпирический подход к решению прикладных коррозионных задач уступает в настоящее время место более глубокому пониманию процессов растворения, электрохимического окисления и пассивации металлов на основе электродной кинетики. Влияние потенциала на протекание электрохимических реакций рассматривается аналогично влиянию давления на кинетику гомогенных химических реакций в конденсированных фазах. Начинает учитываться связь между электрокатализом и свойствами материала электрода, рассматриваемого как гетерогенный катализатор, а также адсорбционное поведение промежуточных частиц и реагентов на поверхности, что обеспечивает научную основу для быстрого развития технологии прямого электрохимического превращения энергии. Двойной слой более не трактуется просто как аналог плоского конденсатора, а следовательно, становится более ясной роль адсорбции и ее связь с электродной кинетикой. Полупроводники перестали быть объектом изучения только физики твердого тела, поскольку стали рассматриваться свойства их поверхности, находящейся в контакте с раство- [c.8]

Электрохимические свойства пористых электродов определяются их структурой, которая в значительной степени зависит от характеристик исходного материала. Часто для этой цели используют полидисперсные порошки, поэтому пбровое пространство электрода имеет сложную и нередко весьма причудливую конфигурацию. Разветвленная последовательно-параллельная электрическая цепь по толщине пористого электрода образуется из ионного тока за счет ионной проводимости электролита, заполняющего поры, н электронного тока, пронизывающего зерна твердой фазы, как это показано на рис. 1.3. Таким образом, макроструктура пористого электрода существенно влияет на прохождение электрического тока и перенос веществ, участвующих в токогенерирующих реакциях. [c.18]

Сорбционные методы с использованием углеродных материалов нашли широкое применение для очистки сточных вод от органических примесей, что позволяет решить ряд экологических проблем. Одним из факторов, регулирующим сорбшюнный процесс, являегся потенциал углеродного материала. Это позволяет подбирать условия извлечения примесей из растворов и восстановления поглотительной способности сорбента. В связи с этим изучены электрохимические свойства различных типов углеродных волокон (ткань, войлок, жгут). Показано, что по сравнению с фанулированными углями, волокнистые материалы являются более перспективными электродами, так как поляризуются более равномерно. Доказано также, что в отличие от тканей и войлоков, жгутовое волокно заряжается более эффективно. [c.208]

В последующих главах представлены практические работы по основным разделам современной электрохимии свойства растиоров электролитов термодинамика электрохимических цепей строение двойного электрического слоя кинетика электродных проц сов. Каждой группе работ предпослано теоретическое введение. Изменяя отдельные параметры систем (например, состав растворов или материал электрода), можно варьировать экспериментальные работы. Часть [c.3]

На электрохимических свойствах растворов основано много аналитических методов. Рассмотрим раствор электролита, налитый в стеклянный сосуд с опущенными в него двумя металлическими электродами. Если такой элемент соединить с внешним источником электрической энергии, то прп достаточной величине напряжения через раствор истечет электрический ток. С другой стороны, подобный элемент сам М05 ет являться источником электрической энергии и давать ток во внешною цепь. Проявление этих свойств в каждом отдельном случае зависит от природы и состава используемого раствора, материала и размера электродов, расстояния между ними, перемешивания раствора, температуры и свойств внешней электрической цепи, направления протека1пш тока И Т. д. [c.138]

Понятие инертный электрод означает, что материал, из которого он изготовлен, не принимает участия в химических и электрохимических реакциях, протекающих на его поверхности. Однако на протекание электродных реакций на инертных электродах могут влиять такие факторы, как адсорбция вещества на электроде, природа примесей, каталитические свойства поверхности электрода, ее физические свойства, способы регенерации и др. Инертные электроды применяются только в качестве вспомогательных или индикаторных электродов. Материалы для них выпускаются промышленностью в виде листов, стержней и проволоки высокой чистоты, им легко придать нужную фррму. [c.80]

Электрохимия как наука изучает физико-химические свойства ионных систем (растворов, расплавов, твердых электролитов)—. лонику, а также явления, возникающие на границе двух фаз с участием ионов и электронов,— электродику, включая механизм электродных процессов и их кинетику. Особенность электрохимических процессов состоит в пространственном разделении окислительных и восстановительных электродных реакций. При этом на -кинетику каждой стадии влияет уже не только температура и концентрация компонентов, но также и величина электродного потенциала, природа материала электрода, состояние его поверхности. [c.57]

Простейший концентрационный преобразователь — электрохимический диод — представляет собой миниатюрную электрохимическую двухэлектродную ячейку из инертного материала (стекла, пластмассы и т. п.), заполненную раствором, который содержит окисленную и восстановленную формы вещества (рис. 1Х.8,а). Предположим, что поверхность одного электрода 31начительно меньше поверхности другого. При поляризации такой системы протекающий через нее ток лимитируется процессами на маленьком электроде. Если концентрация одной из форм, иапример окисленной, значительно меньше концентрации другой формы (в 10—100 раз), то описанную ячейку можно использовать для выпрямления тока. Действительно, при катодной поляризации на микроэлектроде реагируют частицы Ох с малой концентрацией и ток, протекающий через диод, мал. При изменении полярности на малом электроде реагирует вещество Red с большой концентрацией и через диод проходит большой анодный ток. Таким образом, выпрямительные свойства диода проявляются при различных размерах поверхностей электродов и при различных концентрациях окислителя и восстановителя. Такой диод позволяет выпрямлять токи низких и инфранизких частот. Эта особенность связана с низкой скоростью диффузионных процессов в жидкой фазе. Продукт электродного процесса накапливается вблизи поверхности малого электрода и при быстрой смене полярности не успевает уходить в раствор. В результате с ростом частоты переменного тока коэф-18 267 [c.267]

Опорный скелет из карбонильного никеля должен придать электроду хорошую механическую прочность (см. разд. 4.11). Прочность электрода не должна быть выше требуемой, ибо в противном случае добавление лишнего порошка карбонильного никеля ухудшило бы электрохимические свойства электрода вследствие разбавления активного материала. Кроме того, часть порошка сплава Ренея была бы полностью окружена карбонильным никелем, вследствие чего она не могла бы принимать участие в электрохимической реакции. [c.178]

Из предыдущего материала видно, что электрохимическому восстановлению при полярографических исследованиях подвергается ограниченное число органических соединений, так как только часть функциональных групп характеризуется электронофиль-ныхми свойствами. Кроме того, как уже указывалось ранее, полярографически активными являются непредельные соединения, содержащие сопряженные системы связей. Поэтому при практическом использовании полярографии как метода количественного анализа возникает проблема полярографического определения и таких веществ, которые непосредственно не восстанавливаются на ртутном капающем электроде. [c.62]

П1. От природы материала электрода зависят механизм электродных реакций, их кинетические параметры и каталитическая активность по отношению к реакции саморазложения Н2О2, которая может протекать как по электрохимическому, так и по химическому механизму (в последнем случае с участием поверхностных окислов на электроде)..Выделены две группы материалов, отличающиеся адсорбционными и электрохимическими свойствами по отношению к О2 и Н2О2 (см. раздел 1.5). [c.146]

Главное преимущество методов ВЧА обусловлено отсутствием гальванического контакта между наружными обкладками или катушкой индуктивности и раствором, находящимся внутри ячейки с изолирующими стенками. Благодаря этому исключаются явления электрохимической поляризации, отравления электродов, катализа материалом электродов реакций в растворе и другие побочные процессы, что особенно важно для анализа различных агрессивных сред в промышленных условиях. При этом необходимо учитывать, что диэлектрик, из которого изготовлена ячейка, не является абсолютно инертным к растворам электролии-в в условиях высокочастотных измерений. По наблюдениям авторов, на внутренних стенках стеклянных ячеек в местах, соответствующих наружным обкладкам, наблюдается своеобразное расстекло-вывание , помутнение стекла и образование в нем микротрещин. В этой связи возникает проблема выбора материала с антикорро-ЗИ0ННЫ.МИ свойствами для датчиков промышленного назначения. [c.4]

В основе всякого электролиза лежат процессы разлол ения веществ или получения новых продуктов на грашще электрод — раствор при помощи электрического тока. При электролизе в зависимости от фазово-дисперсного состояния компонентов, содержащихся в растворе, могут также наблюдаться явления, связанные с электрокинетическими. свойствами коллоидов. При этом могут протекать электрохимические реакции восстановления и окисления, сопровождающиеся образованием твердых или газообразных продуктов, процессы восстановления и окисления без выделения самостоятельной фазы и процессы, сопровождающиеся растворением материала электродов. [c.11]

Следующая стадия — перенос реагентов через поровое пространство катализатора, заполненное электролитом и, наконец, адсорбция, электрохимическая реакция и протекание ионного тока. Отвод продуктов реакции рассматривать пока не будем. Электрохимическая реакция происходит как на внешней поверхности электрода, так и на внутренней. Если материал электрода весьма активен, так что ток обмена превосходит предельный ток внешней диффузии, то при достаточно больших потенциалах концентрация у внешней поверхности стремится к нулю, реагенты практически не проникают в глубь пористого электрода и основная часть тока генерируется на внешней поверхности. При таком соотношении между константами реакции и внешней диффузии применение пористого электрода, как правило, нецелесообразно, так как увеличение тока за счет развития поверхности ничтожно. Известны, однако, устройства, например преобразующие элементы в электрохимических датчиках, где использование пористой мембраны из активного материала (сд = 0) диктуется иными соображениями. А именно, для сохранения линейных свойств прибора необходимо реализовать режим полного поглощения при протекании электролита, что и выполняет пористая мембрана. [c.288]

Исследоваиие электрохимических свойств углеродистых носителей в реакции ионизации кислорода проводилось на гидрофобизированных пористых электродах, содержащих 22 вес.% фторопласта (ФП-4Д). Опыты проводились как в отсутствие, так и при наложении внешнего тока. Перепад давления был 0,01—0,03 ати. В качестве материала водородного электрода использовалась гладкая платинированная платина, [c.103]

Рассматриваются проблемы математического моделирования при электрохимической размерной обработке (ЭХРО). При этом способе обработки под воздействием э.пектрического тока происхо.дит формирование заданного профиля детали растворением металла заготовки в электролите. ЭХРО находит все более широкое применение в настоящее время, т.к. позволяет обрабатывать любые металлы независи ю от твердости не оказывает теплового и механического воздействия на обрабатываемую деталь не приводит к износу обрабатывающего инструмента, что позволяет получать сложные формы поверхности с высокой точностью. Однако заслуженное распространение ЭХРО в машиностроении сдерживается прежде всего отсутствием качественных расчетных моделей, позволяющих легко проектировать формообразование требуемых поверхностей. Даже при том, что современные методы импульсной ЭХРО позволяют при расчете с допустимой погрещностью принять ряд упрощений экви-потенциальность электродов, равномерность свойств электролита по всему объему, выполнение законов Ома и Фарадея, - задача все равно остается сложной прежде всего из-за нестационарности процесса, так как растворение материала обрабатываемой поверхности приводит к изменению электричеоанад-до-ля в межэлектродном пространстве и эпюры напряженности на пбверхност обрабатываемого материала, а значит, и к изменению условий растМрения. [c.117]

В книге подробно рассмотрен подход к выбору материалов для электродов. Кратко изложены физпко-химпческие, электрохимические и коррозионные свойства электродных материалов. Оппсаны способы изготовления электродов, псиользуемых в основных электрохимических производствах (получение хлора, каустической соды, хлоратов, перхлоратов, перекпсп водорода, электролиз воды, соляной кислоты II морской воды) приведены эксплуатационные характеристики электродов. Основное внимание уделено анодам с активным слоем из двуокпси рутения, платиновым и платцнотитаиовым анодам, а также электродам, полученным ири нанесении на титановую основу окислов неблагородных металлов (свинца, марганца, железа и др.). Рассмотрено в.лпяние выбора материала и конструкции анодов на электрохимические показатели электрохимических производств. [c.2]

Имеющегося опытного материала, однако, еще недостаточно для того, чтобы сделать окончательное заключение в пользу той или иной схемы процесса разряда водорода, катализируемого веществами с сульфгидрильными группами . Поэтому в литературе продолжается обсуждение механизма образования каталитических волн белка, возникающих в присутствии солей кобальта (а также и никеля), и их свойств. О ряде таких новых взглядов на механизм катализа рассматриваемых систем сообщает Б. А. Кузнецов в одной из своих обзорных статей [И, с. 293]. В частности, одной из причин образования двуступенчатой волны некоторые исследователи считают существование в пленке адсорбированного белка гидрофобной и гидрофильной микрообластей, мозаично расположенных на поверхности электрода, что и обусловливает различные каталитические эффекты в неодинаковых микросредах. В пользу существования двух различных микрообластей в пленке сорбированного белка Б. А. Кузнецов и Г. П. Шумакович приводят ряд экспериментальных доказательств, на основании которых можно считать, что первая волна связана с электрохимической реакцией SH-групп, расположенных в гидрофобных областях пленки, а вторая связана с SH-группами, расположенными в гидрофильных областях пленки. Из этих данных делается также вывод о возможности определять соотношение гидрофобных и гидрофильных групп в белковых макромолекулах и относительное их расположение в глобуле, так как обычно внутренние SH-группы находятся в гидрофобном окружении, а внешние — в гидрофильном. [c.241]

Электрохимическая активность и стабильность электродов во многом определяются свойствами катализаторов. На первом этапе ири подборе катализаторов для ТЭ использовался богатый экспериментальный материал оргаиического катализа и препаративной химии. Для задач этих областей были разработаны такие катализаторы, как платиновая чернь, никель Ренея, серебро Ренея из сплавов Аё-Са и Ag-N[g, а также платина, нанесенная па высокодисперсный уголь. Конечно, развитие ТЭ 9 131 [c.131]

Фосфор. Изучено электровосстановление элементарного фосфора [182, 59, 496, 423] и его соединений [423, 656]. Элементарный фосфор весьма реакционноспособен, он в равной мере способен проявлять окислительные и восстановительные свойства, т. е. должен вступать как в катодные, так и в анодные реакции. На катоде желтый фосфор (Р4) в зависимости от материала катода, растворителя и концентрации способен восстанавливаться до различных степеней окисления. В апротонных растворителях (АН, ДМФ) на ртутном электроде при концентрациях Р4<10 з моль/л происходит присоединение двух электронов с образованием двухзарядного бианиона Р42-, в концентрированных растворах фосфора образуется однозарядный анион Р4+е-->-Р4-. Восстановление протекает через образование хемосорбированного комплекса Р4Нд [59, 423]. Характер катодного процесса диффузионный. Анионы Р4" и Р4 способны взаимодействовать с находящимися в приэлектродном слое органическими соединениями с образованием фосфорорганических соединений [182, 59]. В протолитических растворителях процесс восстановления протекает необратимо с присоединением трех электронов также через промежуточное образование поверхностного хемосорбированного соединения Р4Ндж, электрохимически восстанавливающегося до фосфористого водоро- [c.102]