Напряжение разложения электролита. Перенапряжение

Баланс напряжения. Напряжение на клеммах электролизера определяется не только величинами напряжения разложения и перенапряжения, но и дополнительным омическим сопротивлением, возникающим при прохождении тока через электролит, а также сопротивлением электродов, контактов, шин (проводники первого рода). [c.313]

Как известно, баланс напряжения электролизера складывается из напряжения разложения и перенапряжения на аноде и катоде (их значения зависят от способа электролиза и материалов анода и катода), из падения напряжения в проводниках первого рода — шины, контакты и т. п. (значение которого определяется конструкцией электролизера и его элементов, а также качеством обслуживания), из падения напряжения в электролите — в межэлектродном пространстве длиной I (между анодом и катодом, включая поры диафрагмы). [c.117]

Как известно, напряжение при электролизе складывается из равновесных электродных потенциалов, составляющих в сумме теоретическую величину напряжения разложения, из перенапряжений на электродах, омических потерь между электродами в электролите и в проводниках первого рода, подводящих ток к межэлектродному пространству. Теоретическое напряжение разложения, в свою очередь, зависит от давления, температуры, концентрации рассола и содержания натрия в амальгаме. [c.68]

Как известно, напряжение при электролизе складывается из равновесных электродных потенциалов, составляющих в сумме теоретическую величину напряжения разложения, из перенапряжений на электродах, омических потерь между электродами в электролите и [c.57]

I — теоретическое напряжение разложения 2 — перенапряжение на катоде 3 — перенапряжение на аноде 4 — потери напряжения в электролите и диафрагме 5 — прочие потери напряжения (концентрационная и диффузионная поляризация, сопротивление проводников первого рода) 6 — общее напряжение на ячейке. [c.68]

Теоретическое напряжение разложения для этой реакции дает величину 0,89 в. Практически, благодаря катодной поляризации, значительному кислородному перенапряжению и падению напряжения в электролите, напряжение на ванне составляет 1,8—2,0 в. [c.36]

Напряжение i/эл, которое необходимо подвести к электролизеру, состоит из напряжения разложения р (разность потенциалов анодной и катодной реакций) суммы анодного и катодного перенапряжений Е падения напряжения в электролите 11 =1 Ran Rmi — сопротивление электролита) падения напряжения в шинах, контактах, электродах U =1 (Rш- -Rк+Rз). Получаем [c.329]

Водород и кислород можно получить различными методами, однако при наличии дешевой электроэнергии следует предпочесть электролиз воды, позволяющий получать газы высокой степени чистоты. Электролит должен иметь высокую электропроводность, и, поскольку ионы и ОН" очень подвижны, напрашивается мысль использовать для этой цели кислоты или щелочи. Так как щелочи действуют на обычные материалы в значительно меньшей степени, чем кислоты, то чаще всего применяется гидроокись натрия или калия в концентрации, обеспечивающей максимальную электропроводность. Чтобы сохранить эти условия, непрерывно подают дистиллированную воду, а рабочую температуру поддерживают при 343 К. Напряжение разложения воды равно 1,23 В, но из-за наличия перенапряжения (см.) и сопротивления рабочее напряжение увеличивается примерно до 2 В. Выход по току может достигать 99%, полученный водород после сушки имеет чистоту около 99,9%. [c.235]

Напряжение разложения может быть вычислено и теоретически из свободных энергий и теплоемкостей всех компонентов, участвующих в процессе. Нужно подчеркнуть, что экспериментально измеренное напряжение разложения никогда не бывает выше этой теоретической величины. Поэтому считают, что никакие явления перенапряжения, анодного пассивирования и т. п., повидимому, не имеют места в расплавах. Это объясняют большой скоростью всех процессов при высоких температурах. Наоборот, очень часто измеренное напряжение разложения оказывается значительно ниже теоретического. Иными словами, при электролизе расплавов имеет место деполяризация. Она обусловлена растворением катодно выделенного металла в электролите и обратным взаимодействием продуктов электролиза. [c.593]

Напряжение на электролизере для электролиза воды складывается из напряжения разложения (или разности равновесных электродных потенциалов), перенапряжения на электродах, концентрационной поляризации, падения напряжения в электролите, диафрагме, электродах и токоведущих шинах, контактах [c.25]

В тепло превращается вся та электроэнергия, которая соответствует необратимой части баланса напряжения т. е. разность U — Ер, где и — общее напряжение на ванне е Ер — напряжение разложения. Эта разность U — Ер) включает в себя перенапряжение на электродах и падение напряжения в электролите и проводниках 1 рода и называется иногда греющим напряжением . Если бы можно было вести электролиз воды обратимо, при и = Ер, тогда выделения Джоулева тепла не происходило бы. Более того, электролизер при этом охлаждался бы, так как приложенное [c.31]

При увеличении температуры температурный коэффициент общего напряжения на ячейке снижается и при 106 °С становится равным нулю. При более высокой температуре напряжение на ячейке повышается с ростом температуры из-за быстрого увеличения газонаполнения и потерь напряжения в электролите. Температурный коэффициент зависит от применяемой плотности тока. Это явление связано с тем, что различные составляющие баланса напряжения по-разному изменяются с ростом температуры. Термодинамически обратимое значение потенциала разложения мало меняется с температурой. Перенапряжение выделения водорода на катоде и кислорода на аноде и потери напряжения на преодоление сопротивления электролита и диафрагмы, наоборот, изменяются в значительной степени. [c.67]

Напряжение электролиза при работе под давлением уменьшается по сравнению с электролизом при нормальном давлении. Это происходит за счет снижения перенапряжения и потери напряжения в электролите, хотя напряжение разложения увеличивается. [c.29]

Изучение вольтамперных кривых процесса [106] при различном содержании воды в электролите привело к следующим выводам. При содержании около 1 % воды электролиз приводил к ее разложению и постепенному уменьшению содержания воды. При влажности ниже 0,7% наблюдалось резкое возрастание зависимости напряжения от плотности тока дальнейшее уменьшение содержания воды приводило к резким и неправильным скачкам перенапряжения, сопровождавшимся образованием искр у анода и разрушением последнего. Лишь после полного обезвоживания соли вновь наблюдался спокойный режим электролиза (выделение фтора) при напряжении около 10 в и плотности тока до 0,3 После перерыва электролиза некоторое время наблюдалось [c.39]

Напряжение разложения теоретическое. . . Перенапряжение и падение напряжения на аноде. .................. Перенапряжение и падение напряжения на катоде. .................. Падение напряжения в электролите. .... Падение напряжения в диафрагме. ..... Падение напряжения в н1инах п контактах. 2,]6 0,55 0,2-0,25 0,2-0,4 1 0,1—0,15 1 0,1-0,2 3,14 0,55 0,15-0,25 0,2-0,5 0,1-0,2 [c.82]

Потенциал поляризованного электрода, когда начинается пе-тферывное разряжение ионов, называют потенциалом разряжения (выделения, растворения) катода или анода соответственно. По-тенццал разложения, перенапряжение и потенциал разряжения зависят от концентрации раствора, его pH, материала, формы, размеров и характера поверхности электродов, температуры, плотности тока и других факторов. С увеличением площади катода (анода) прн прочих равных условиях уменьщаются плотность тока и перенапряжение. Перенапряжение вызывает увеличение расхода электроэнергии при электролизе и нагревание электролитической ванны. Перенапряжение имеет максимальное значение, когда продукты электролиза — газообразные вещества, например при электролизе воды с использованием 30%-ного раствора КОН шод действием тока протекает реакция Н2(ж) = Нг(г)+7202(г). которая является сум- мой катодной и анодной реакций 2Н20(ж)+2е = Н2(г) + 20Н- и 20Н- = Н20(ж) +7202(г)+2е. В биполярной ванне с железными катодом и анодом при 0° С и давлении газов 760 мм рт. ст. и плотности тока 1000 А/м2 электролиз идет при напряжении 2,31 В. В этих условиях °г.э= 1,233 В Т1к = 0,2 В т]а = 0,22 В падение напряжения. в электролите, диафрагме и проводниках первого рода 0,65 В. Следовательно, к. п. д. напряжения около 53%. Если принять, что на выделение 1 г-экв водорода, занимающего в газообразном состоянии при давлении 760 мм рт. ст. и 0°С 11,2 л, требуется 96 487 КлХ 202 [c.202]

Ранее и перенапряжение в процессе выделения водорода приписывалось явлениям отклонения от равновесия и образованию пузырьков. В дальнейшем, однако, выяснилось, что последнее следует рассматривать как некий побочный эффект. Кривые сила тока — потенциал при выделенип водорода, так же как и других газов при снижении напряжения разложения, всегда переходят в область, где пузырьки отсутствуют и газ в растворенном состоянии диффундирует в электролит. Процессы образования зародышей, согласно расчетам соответствующие сотым долям вольта, не проявляются. У металлов с более высоким перенапряжением водорода (от 0,1 до 1 В) сила тока определяется единственно величиной И 1, т. е. величиной, соответствующей энергии активации перехода ионов, в то время как работа образования зародышей при этих напряжениях падает до значений кТ. [c.184]

V = р -Ь г15а Ч- г[)к -Ь -I- -Ь ЕА с, где Вр — напряжение разложения воды и -фк — перенапряжение на аноде и катоде А э—потеря напряжения в электролите АУд—потеря напряжения в диафрагме 2АКс—потеря напряжения в проводниках первого рода и контактах. [c.18]

Общее напряжение складывается из обратимого (термодинамического) напряжения разложения, анодпого и катодного перенапряжений и падения напряжения в электролите, т. е. [c.336]

Электролитическое получение раствора гипохлорита натрия осуществляют электролизом раствора поваренной соли в ваннах без диафрагмы. При этом хлор, выделяющийся на аноде, реагирует с едким натром, образующимся иа катоде. Во избежание образования хлората натрия вследствие окисления на аноде ионов СЮ по мере их накопления, электролиз ведут в условиях минимального перенапряжения при выделении хлора и низкой концентрации ионов СЮ в прианодном электролите. Для уменьшения скорости разложения гипохлорита натрия процесс ведут при 20—25°, охлаждая циркулирующий раствор электролита. Электродами служат платино-иридиевые сетки Можно также применять графитовые аноды и катоды. Электролиз проводят при плотности тока до 1400 aj M и напряжении между электродами 3,7—4,2 в. В рассол добавляют хлорид кальция и ализариновое или канифольное масло ( 0,1%) для предотвращения катодного восстановления. Выход по току по мере накопления активного хлора до 10—12% г/л уменьшается от 95% в начале процесса до 50—55%. При начальной концентрации раствора 100—120 г/л Na l и содержании в конечном растворе 15—20 г/л активного хлора расход энергии составляет 5,5—6 кет ч на кг активного хлора. При увеличении конечной концентрации активного хлора расход энергии возрастает за счет снижения выходов по току. [c.701]

Ртутный способ основан на том, что потенциалы выделения щелочных металлов значительно понижаются при применении ртутных катодов вследствие большой тенденции щелочных металлов сплавляться со ртуть4о в то же время напряжение, требуемое для выделения водорода, вследствие заметного перенапряжения, которым обладает водород при выделении на ртути, значительно увеличивается. Таким образом, оказывается, что при электролизе концентрированного раствора ха орида щейочного металла с применением ртутного катода водород не выделяется, а напротив, разряжаются ионы щелочного металла. Сплав, который щелочной металл образует с ртутью, в особой камере разлагается водой с образованием щелочи Разложению сильно разбавленной амальгамы препятствует перенапряжение водорода при его выделении на ртути. Поэтому во второй электролит, камере ртутная амальгама служит анодом, в качестве катода используют железо, на котором водород в щелочном растворе выделяется почти без перенапряжения. Таким образом, получают установку, схематически представленную [c.209]

НИЯ разложения. Следует подчеркнуть, что значительное перенапряжение у инертных электродов, применяемых при электролизе, способствует более заметному проявлению остаточного тока, гак как для достижения атмосферного давления приходится затрачивать большее напряжение следовательно, область остаточного тока (до точки D) на i— /-кривой (см. рис. 81) зависит и от материала электродов и от продуктов электродной реакции. Так, например, при электролизе водных растворов, содержащих хлориды, остаточный ток слабее, чем в случае кислородсодержащих растворов электролитов. Это связано с величи- i i. которая на платине невелика, а растворимость хлора в водном электролите значительно больше растворимости кислорода. Таким образом, значение Uu-p на платиновых электродах при использовании хлорсодержащих электролитов близко к теоретически подсчитанной э. д. с. [c.239]

Электролитическое получение раствора гипохлорита натрия осуществляют электролизом раствора поваренной соли в ваннах без диафрагмы. При этом хлор, выделяющийся на аноде, реагирует с едким натром, образующимся на катоде. Во избежание образования хлората натрия вследствие окисления на аноде ионов СЮ по мере их накопления, электролиз ведут в условиях минимального перенапряжения при выделении хлора и низкой концентрации ионов СЮ в прианодном электролите. Для уменьшения скорости разложения гипохлорита натрия процесс ведут при 20—25°, охлаждая циркулирующий раствор электролита. Электродами служат платино-иридиевые сетки Можно также применять графитовые аноды и катоды. Электролиз проводят при плотности тока до 1400 aj M и напряжении между электродами [c.1450]

Таким образом, варьируя напряжение, можно выделять на электродах те или иные ионы из числа имеющихся в данном электролите. Эта особенность электролиза широко используется в аналитической химии (методы электроанализа). При электролизе растворов солей, содержащих ионы, которые окисляются и восстанавливаются при больших потенциалах, наблюдается разложение воды. Это объясняется тем, что разряд ионов требует меньшего отрицательного, а разряд ионов ОН меньшего положительного потенциала, чем разряд катионов и анионов соли. Так, при электролизе сульфата натрия ион натрия может разрядиться только на катоде, состоящем из ртути, так как на ртути, с одной стороны, напряжение разряжения натрия снижено (за счет образования амальгамы), а с другой — имеет место перенапряжение (выделения водорода). Если производить электролиз с другими электродами, например с угольными или платиновыми, то на катоде будет происходить только разряд ионов Н+, а на аноде — только разряд ионов ОН (разряд ионов sor и превращение их в SjOg требует высокого потенциала). Ионы натрия и ионы сульфата принимают участие в переносе тока и замещают те ионы Н " и ОН, которые разрядились на электродах. Убыль ионов водорода и гидроксила компенсируется процессом диссоциации воды. В итоге на катоде мы получим раствор щелочи, так как там соберутся ионы натрия и ионы ОН (при удалении ионов Н+ концентрация ОН растет по закону [Н][ОН] = = onst), а на аноде — раствор кислоты за счет накопления ионов Н+ и sor. [c.424]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология