Перенапряжение выделения водорода на титане

Если процесс восстановления протекает на катоде с малым перенапряжением выделения водорода, первая стадия процесса не должна определять кинетику суммарного процесса, а потенциал катода можно считать близким к равновесному. В этом случае строение двойного электрического слоя и адсорбция поверхностноактивных веществ не будут сказываться на кинетике процесса, и определять закономерности последней будет замедленность химической стадии восстановления органического вещества атомарным водородом. Если же процесс протекает на катоде с высоким перенапряжением выделения водорода, определять кинетику восстановления будет замедленность первой электрохимической стадии, и кинетические закономерности восстановления не будут отличаться от наблюдаемых для перенапряжения выделения водорода на этом металле. Плотность тока в этом случае не будет существенно зависеть от концентрации органического вещества в электролите. Подобные кинетические закономерности наблюдаются также при использовании, так называемых, переносчиков водорода, каталитических добавок ионов металлов переменной валентности, таких как титан, ванадий, хром, церий и т. д. Подобные добавки применяют в тех случаях, когда электродный процесс восстановления органического соединения требует значительно большего перенапряжения, чем восстановление иона металла переменной валентности, например в то время как восстановление органического вещества происходит без затруднений в растворе под действием который окисляется до Естественно, что кинетика суммарного процесса восстановления органического соединения в этом случае будет определяться замедленностью процесса восстановления ионов металла переменной валентности. [c.445]

Зависимость электрохимических свойств титана от состояния его поверхности особенно сильно сказывается при низких плотностях тока. В присутствии хромата нри низких плотностях тока снижается перенапряжение выделения водорода, облегчается восстановление окисной пленки на титане и затрудняется восстановление гипохлорита. Это объясняется адсорбционными явлениями. Адсорбция хроматов на аноде, по-видимому, изменяет механизм восстановления окисной пленки и затрудняет доступ анионов гипохлорита к поверхности катода. [c.258]

В кислых растворах тит ан может становиться анодом по отношению к коррозионностойким сталям и даже алюминию [4.31. При этом скорость коррозии титана зависит от соотношения площадей контакти-руемых металлов, а также величины перенапряжения выделения водорода на сопряженном металле. Такие металлы, как А1, Сё, 2г, 8п, В1, Hg, увеличивающие скорость коррозии титана, имеют высокое перенапряжение выделения водорода. Элементы с низким перенапряжением выделения водорода Р1, Аи, N1, Рс1 переводят титан в пассивное состояние и резко снижают скорость его коррозии (рис. 4.11). [c.193]

Роль таких добавок могут играть металлы или интерметаллические соединения, удовлетворяющие двум основным требованиям 1) перенапряжение выделения водорода должно быть заметно ниже, чем на титане 2) они должны иметь достаточную коррозионную стойкость в предполагаемых условиях эксплуатации. [c.252]

М соляной кислоте зависела от вида металла, с которым контактировал титан, и от характера анодной поляризационной кривой самого титана в данном растворе. В зависимости от металла, а точнее, от его стационарного потенциала в 2 М НС1 и от перенапряжения выделения водорода на этом металле (коррозия идет с водородной деполяризацией), устанавливается определенный общий потенциал пары титан — контактирующий металл. Скорость коррозии титана будет определяться именно данным потенциалом в соответствии с током на анодной поляризационной кривой титана при этом потенциале. Поэтому некоторые металлы, например Ag, Си, Sb, резко увеличивают скорость коррозии титана ъ 2 М НС1. А такие металлы, как Pt, 06- [c.181]

Как видно из рис. 48, скорость коррозии титана в кипящей 2 М соляной кислоте зависела от вида металла, с которым контактировал титан и от характера анодной поляризационной кривой самого титана в данном растворе. В. зависимости от металла, а точнее —от его стационарного потенциала в 2 М НС1 и от величины перенапряжения выделения водорода на этом металле (коррозия идет с водородной деполяризацией), устанавливается определенный общий потенциал пары титан — кон- [c.115]

В процессе электролиза воды в качестве материала для катода чаще всего применяют сталь. Для снижения перенапряжения выделения водорода используют методы активации поверхности катода, описанные в первой главе. В качестве анодного материала при использовании щелочных электролитов обычно применяют сталь, покрытую слоем никеля. Только в некоторых специальных случаях — при использовании щелочно-карбонатных или сульфатных электролитов — применяют для анода платинированный титан. [c.60]

К вредным примесям относятся, например, такие металлы, как алюминий, магний, титан и ванадий. Известно, что алюминий, находясь в электролите, затрудняет заряд железного электрода и замедляет его формирование. В процессе цик-лирования алюминий поглощается массой окисно-никелевого электрода и снижает его емкость [23]. Присутствие магния, титана и ванадия в электролите отрицательно влияет на активную железную массу затрудняет процесс катодного восстановления магнетита и гидроокиси двухвалентного железа. Отравляющее действие магния, титана и ванадия обусловлено снижением перенапряжения выделения водорода на железном электроде и торможением собственно реакции катодного восстановления окислов железа [c.57]

Исследование перенапряжения выделения водорода, прове-денное в различных растворах кислот на титане, полученном иодидным методом, а также на титане техническом, показало, что при наличии коррозии перенапряжение выделения водорода подчинялось линейной зависимости от плотности тока л]нз=Яь а при отсутствии коррозии наблюдалась полулогарифмическая зависимость Тафеля тг)н2 =а + Ь 1. Изменение констант а и Ь в зависимости от температуры и концентрации кислот пока, зано На рис. 16. [c.35]

Особый интерес представляет электролиз с применением ртутного катода. Применение платинового катода не позволяет выделить путем электролиза большую группу металлов — железо, хром, висмут, кадмий и др.,— так как прежде чем будет достигнуто необходимое для этого напряжение, начнется выделение водорода. Выделение водорода на каком-либо электроде начинается при определенном напряжении, называемом перенапряжением водорода. Для платинового электрода эта величина составляет 1,7 в. Заменяя же платину на ртуть, можно повысить перенапряжение водорода до 2,5 в. Кроме того, образование во многих случаях при электролизе на ртутном катоде амальгам с восстанавливаемыми металлами делает эти металлы как бы более благородными, т. е. более электроположительными, и, следовательно, облегчает их выделение. Такие элементы, как алюминий, титан, ванадий, цирконий, мышьяк, остаются при электролизе с ртутным катодом в растворе. Же- [c.69]

Важнейшим методом разделения металлов является их электролитическое выделение на ртутном катоде. Поскольку перенапряжение водорода на ртути превышает 1 В, из раствора можно выделить многие металлы. Однако алюминий, скандий, титан, ванадий, вольфрам и некоторые другие даже и в этих условиях не могут быть выделены, а ионы щелочных и щелочноземельных металлов восстанавливаются только в щелочном растворе. Напротив, железо можно успешно удалить электролитическим путем из переведенного в раствор алюминиевого сплава. Указанный способ можно также применять для очистки растворов урана. Выделение веществ на ртутном катоде чаще всего проводят при контролируемом потенциале, опти- [c.265]

Металлы IV, V и VI групп периодической системы (и в первую очередь — титан, цирконий, тантал) характеризуются средним значением перенапряжения водорода. Выделение последнего на этих металлах идет на покрывающих поверхность оксидных пленках, образование которых происходит при достаточно высоких катодных потенциалах. Полупроводниковые и электрокаталитические свойства этих пленок определяют значения перенапряжения водорода. [c.48]

Н. Т. Кудрявцева и др. [88] дали литературный обзор по осаждению титана. Они считают, что титан может быть выделен из кислых водных растворов лишь тогда, когда электролит содержит добавки, увеличивающие перенапряжение водорода. По их мнению, титан легче выделить из щелочных растворов, так как перенапряжение, водорода в данных растворах больше. [c.87]

Некоторые металлы не удается выделить электролизом водных растворов. Это металлы, обладающие большим отрицательным потенциалом (щелочные, щелочноземельные), и металлы, на которых имеется небольшое перенапряжение водорода (ванадий, ниобий, тантал, титан, цирконий). В определенных условиях они выделяются на электроде тончайшим слоем, но затем процесс прекращается вследствие выделения на них водорода. [c.62]

При очень незначительных катодных добавках к титану, недостаточных для полной его пассивации в HG1 и H2SO4, наблюдается различное влияние добавок палладия и рутения на коррозионную стойкость титана. При очень малых добавках палладия наблюдается значительное увеличение скорости коррозии титана [25], тогда как при малых добавках рутения этого не наблюдается [29], что может быть связано с различной степенью наводороживания палладия и рутения и с ростом перенапряжения выделения водорода на палладии по мере его наводороживания. [c.111]

Перенапряжение выделения водорода при наводороживании повышается на пал-ладии [112, ИЗ], в некоторых условиях на металлах группы железа [32], по данным [53] иа титане при наво-дороживании повышается перенапряжение водорода, однако по другим данным [111] эта величина уменьшается. [c.255]

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]

На фиг. 74 представлены кривые катодной и анодной поляризации титана и сплава титана с 1 % Pt- Из фигуры видно, чтО вследствие сильного снижения перенапряжения выделения водорода на сплаве катодные кривые сплава лежат на 0,35—0,4 в положительнее кривой для титана. Стационарный потенциал сплава вследствие этого сильно смещается в положительную сторону. В 40%-ной H2SO4 такой сдвиг приводит к тому, что потенциал попадает в область значений, где титан полностью пассивирован. Поэтому на кривой анодной поляризации сплава [c.126]

МИ преимуществами. Из проведенных экспериментов видно, что плати-шфованный титан при катодной н анодной поляризации обладает свойствами, мало в чем уступающими свойствам платиновых электродов. Перенапряжение катодного процесса выделения водорода на титане, покрытом слоем платиновой черни, оказалось даже несколько ниже, чем для гладкой платины. То же справедливо и по отнощенпю к процессу кислородной деполяризации. [c.79]

Так, анодное выделение кислорода возможно только тогда, когда электроны, освобождающиеся при реакции 2НзО 4Н" + + Оз + 4е", могут проходить через пассивирующий слой и приниматься металлом. Через пассивирующие слои на алюминии, висмуте, ниобии, тантале, титане и церии, исследованные Гюнтершульце и Бетц 2, а также Вермилья 3 , электроны переноситься не могут. Поэтому на этих металлах кислород выделяться не может даже при перенапряжениях порядка 100 в, так что в этих случаях ток практически полностью расходуется на образование слоя. Для выделения водорода, которое в соответствии с реак- [c.814]

Примером самопассивирующихся сплавов, разрабатываемых нэ основе увеличения кат при Ерр, является система сплавов Ti—-Pd. Эти сплавы обладают высокой стойкостью к сильным кислотам, в которых металлический титан корродирует. Сплав Ti — Pd в кипящей 10%-ной H I корродирует со скоростью О.Об мм/год, тогда как металлический титан корродирует со скоростью 5 мм/год1 74]. На практике материал поставляется в виде титана с очень тонким пористым слоем палладия. Палладий накапливается на поверхности по причинам, описанным в разд. 2.4. Перенапряжение водорода на палладии много ниже, чем на титане, и /кат увеличивается по мере смещения корр в сторону благородных значений. Из рассмотрения фиг. 59 ясно, что только таким путем возможно обеспечение стойкости к кислотам у металлов и сплавов, для которых потенциал Ерр активен по отношению к зависящему т pH раствора потенциалу выделения водорода (разд. 2.2). Механизм для систем Ti — Pd сводится к растворению, за которым следует осаждение палладия поэтому частые изменения среды тормозят создание полностью за- [c.118]

Интерес представляют электроды, на которых выделение водорода в значительной мере является каталитической реакцией. Такие электроды могут быть изготовлены из натрий-воль-фрамовой бронзы. Наиболее активной оказалась бронза, имеющая состав Nao,65WOз. Электрод частично ведет себя как полупроводник. При электролитическом выделении водорода элек-трокаталитическими свойствами обладает также графит. Деиоляризацион-ные свойства графита возрастают, если его подвергнуть металлизации. Для снижения кислородного перенапряжения рекомендуется в качестве анодов применять никель, легированный иридием, рутением, вольфрамом или титаном. [c.39]

Влияние чистоты металла на коррозию в неокисляющих кислотах. Широко распространено мнение, что с уменьшением содержания в металле при.месей стойкость коррозии (повышается. Для случаев коррозии с выделением водорода это мнение имеет основания распространение такого мнения на другие типы коррозии совершенно не обосновано. Даже для случаев коррозии с выделением водорода имеются исключения из указанного правила. Коррозия металла, уже содержащего следы примесей, не всегда увеличивается от прибавки других элементов прибавка ртути к цинку невысокой чистоты уменьшает коррозию его в кислотах за счет повышения перенапряжения. Эндо изучая коррозию железа в кислотах, определял влияние многочисленных добавок к металлу, включая углерод, кремний, серу, фосфор, марганец, кобальт, никель, хром, ванадий, молибден, вольфрам, титан и медь результаты оказались сложными, — многие элементы увеличивают коррозию при одних концентрациях и уменьшают ее при других. [c.527]

Анодные кривые для титана и хрома одинаковы. На кривой можно отметить следующие характерные точки — стационарный потенциал, внешний ток равен нулю, V — потенциал начала пассивации соответствует максимальному току анодного растворения металла. При потенциалах более положительных, чем потенциаоЧ начала пассивации, скорость анодного растворения металла уменьшается —потенциал полной пассивации, при котором устанавливается минимальный анодный ток. При потенциалах, более положительных, чем потенциал полной пассивации, металл находится в пассивном состоянии, поддерживаемом внешней анодной поляризацией. Различие в анодном поведении титана и хрома состоит в следующем при высоких положительных потенциалах пассивное состояние титана не нарушается, в то время как у хрома наступает состояние перепассивации [10—12], в котором он начинает растворяться в виде шестивалентных ионов. Анодный ток, соответствующий началу пассивации, для хрома значительно больший, чем для титана. Потенциал полной пассивации у хрома более отрицательный, чем у титана. Перенапряжение водорода на хроме несколько более низкое, чем на титане. Стационарный потенциал молибдена в 40%-ной H SO равен +0,3 в, т. е. значительно более положителен, чем потенциал полной пассивации титана в этой среде. Поэтому в области потенциалов, где титан активно анодно растворяется на молибдене, протекают катодные процессы. Анодное растворение молибдена наблюдается только при значительном смещении его потенциалов в положительную сторону. Сопоставлением весовых потерь и количества пропущенного электричества установлено как в наших опытах, так и в работе [13], что растворение молибдена происходит в виде шестивалентных ионов. Молибден является коррозионностойким металлом в серной кислоте. Поэтому растворение молибдена в виде ионов высшей валентности при анодной поляризации можно трактовать как состояние перепассивации. Перенапряжение водорода на молибдене значительно более низкое, чем на титане. Палладий в серной кислоте анодно не растворяется. Рост анодного тока при высоких положительных потенциалах соответствует реакции выделения кислорода. Перенапряжение водорода на палладии значительно ниже, чем на титане. [c.179]

Таким образом, судя по положению титана в ряду панряя ений (ыенеду алюминием и марганцем), он может быть выделен на катоде, подобно алюминию, из иеводных органических растворов или из водных растворов его солей при условии высокого перенапряжения водорода. Очевидно, для этой цели наиболее пригодны щелочные растворы, в которых пере-напрян оние водорода на титане может достигать значительной величины. [c.273]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология