Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Влияние потенциала на энергию активации

    При анализе механизма электрокаталитического действия необходимо учитывать как химическое, так и электрохимическое строение межфазной границы. Химический состав поверхностных соединений определяет структуру активных центров, а распределение скачка потенциала на границе раздела оказывает существенное влияние на энергию активации электрокаталитической реакции. [c.36]


    Так же как химич кий потенциал электрона, в окончательное выражение для ЛС (следовательно, и АС ) не входят химические потенциалы исходных реагентов и продуктов, в уравнении (1-32) содержатся только их энергии адсорбции. Это значит, что, например, изменение энергии сольватации при смене растворителя не оказывает непосредственного влияния на энергию активации электродного процесса [31]. [c.25]

    Если теперь вернуться к рассмотрению механизма влияния алкильных групп в бензоле, то следует в первую очередь отметить, что их накопление приводит к уменьшению потенциала ионизации и увеличению электронодонорности кольца, а это облегчает образование Л-комплексов. Следовательно, стабильность я-комплексов возрастает от бензола к мезитилену. Между тем считают , что гидрирование протекает тем легче, чем устойчивее комплекс катализатора с гидрируемым веществом. Данные, полученные при гидрировании на каталитических системах триэтилалюминий — ацетилацетонаты железа и никеля, подтверждают это предположение. Однако в случае каталитических систем триэтилалюминий — ацетилацетонаты хрома и молибдена увеличение числа алкильных групп л бензольном кольце приводит к увеличению кажущейся энергии активации, хотя устойчивость я-комплексов при этом должна расти в том же ряду (рис. 8). [c.147]

    Точный вид функции / является предметом обсуждения Б работах [35—37]. Были предложены линейное и квадратичное соотношения. Линейное соотношение вытекает из предположения, что сила, действующая на определенную цепь, не изменяется при смещении последней под действием силы (сравнимой с собственным нагружением). Поправочное слагаемое [(-ф) будет квадратичным относительно г ), если полагать, что энергия упругой деформации, накопленная небольшим участком цепи с обеих сторон ст места ее разрыва, отвечает за скорость разрушения цепи. С помощью потенциала Морзе получим иное выражение со степенной зависимостью, которая, однако, приводит к почти линейному соотношению между силой и энергией активации в представляющей интерес области значений силы [36]. Влияние линейного напряжения иа энергию внутримолекулярной связи показано на рис. 5.9. [c.151]

    Наряду с указанными объяснениями механизма действия поверхностно-активных веществ высказано [7, 12] также предположение о влиянии адсорбированного вещества на скорость разряда иона. Торможение или ускорение разряда ионов металла поверхностно-активными веществами может быть обусловлено влиянием адсорбированного вещества на распределение потенциала на границе фаз. При этом изменяются как концентрация разряжающихся ионов в плотной части двойного электрического слоя, так и энергия активации самого акта разряда ионов. [c.347]


    Величину энергии активации электрохимической реакции можно разложить на две составляющие. Одна из них Е отвечает тому случаю, когда скачок потенциала между раствором и металлом равен нулю. Вторая /S.E соответствует изменению энергии активации за счет влияния электрического поля при заряжении электрода до потенциала ф. Реакция катодного восстановлення Ох + ге" Red протекает при отрицательном заряде электрода, что способствует ускорению прямой реакции и замедлению обратной. Энергия активации прямой реакции уменьшается, а обратной увеличивается по сравнению с ее значением прн потенциале, равном нулю. Поэтому [c.506]

    Зависимость логарифма плотности тока от обратной температуры для трех видов поляризации приведена на рис. 192. Для процесса с концентрационной поляризацией прямые а, относящиеся к различным потенциалам, параллельны. Эффективная энергия активации не зависит от потенциала поляризации и равна 10— 12 кДж/моль. При химической поляризации прямые Ь, соответствующие различным потенциалам поляризации, располагаются веерообразно. Энергия активации электрохимической реакции понижается с ростом потенциала поляризации и при больших потенциалах, при большой скорости процесса приближается к энергии активации концентрационной поляризации. При химической поляризации энергия активации имеет тот же порядок, что и энергия активации химической реакции в растворах (40—80 кДж/моль). Действительно, при электрохимических реакциях потенциальный барьер, характеризуемый энергией активации, преодолевается не только за счет теплового движения молекул или ионов, но и за счет добавочной энергии, приобретаемой реагирующей частицей при ее прохождении через двойной электрический слой на поверхности электрода. Другим фактором, отличающим химическую поляризацию от концентрационной, является влияние перемешивания на скорость (плотность тока) электрохимического процесса. При концентрационной поляризации скорость процесса возрастает с перемешиванием особенно в области предельных токов, когда концентрация реагирующего вещества близка к нулю и лимитирующей стадией становится его доставка к электроду. Скорость электрохимических реакций с химической поляризацией не зависит от скорости перемешивания. [c.460]

    Таким образом, термодинамическая активность промежуточного химического взаимодействия реагирующих веществ с катализатором не определяет однозначно возможности проявления данным веществом высокой каталитической активности. Чтобы промежуточное взаимодействие происходило быстро, с низкой энергией активации, необходимо учитывать влияние кинетических факторов. Способность данного вещества вступать в ту или иную реакцик> в заданных условиях может быть охарактеризована термодинамическими и кинетическими параметрами этих реакций. Термодинамически эта способность определяется тем, что без затраты работы извне система может переходить только из менее устойчивого состояния в более устойчивое. Возможность такого перехода определяется уменьшением термодинамического потенциала или свободной энергии системы  [c.26]

    Расчет энергии активации по уравнению (VIH.17) и ее расчет по константам скоростей по уравнению Аррениуса возможен только при условии, если смещение потенциала катализатора Лф при различных температурах остается постоянным и, следовательно,, доля поверхности, участвующая в реакции, не меняется с температурой. Если этого не наблюдается, то разница в потенциалах при различных температурах позволяет оценить влияние предэкспоненциального множителя константы скорости. В зависимости от природы катализатора и непредельного соединения гидрирование в-растворах может протекать по трем схемам  [c.196]

    Величины Кт> и Ки зависят от потенциала электрода ф и от коэффициентов переноса, учитывающих влияние потенциала электрода на величину энергии активации. [c.25]

    Коэффициент переноса а учитывает влияние потенциала на величину энергии активации катодного про- [c.339]

    Согласно А. Н. Фрумкину, при установлении механизма выделения водорода необходимо учитывать реальную структуру двойного электрического слоя на границе металл — раствор. Влияние структуры двойного слоя на кинетику выделения водорода сводится к учету изменения энергии активации и различий в концентрации разряжающихся ионов гидроксония вблизи поверхности металла и в объеме [20, 21]. Так как ионы НаО+ вступают в реакцию будучи на расстоянии ионного радиуса от поверхности металла, то энергия активации этой реакции определяется не полным падением потенциала ф, а значением, равным ф—11)1, [c.13]


    Соотношение (У1.56) вытекает из линейной зависимости величин работы выхода электрона и химического потенциала адсорбирующегося вещ ества (см. также [192, 462]). Если выразить взаимосвязь изменений энергии активации реакции и работы выхода электрона уравнениями, аналогичными соотношению (1П.256), то получатся кинетические уравнения с дробными показателями степеней вследствие заряжения поверхности катализатора и при других лимитирующих стадиях (а не только тогда, когда лимитирующей стадией является адсорбция). С этой точки зрения специфика кинетических уравнений должна определяться характером изменений ф, т. е. электронным фактором и характером изотермы адсорбции. Следовательно, если адсорбционное равновесие отвечает изотермам (П1.39) или (П1.40), то выражения с дробными показателями степеней в кинетических уравнениях могут быть обусловлены и влиянием электронных факторов. [c.268]

    Исследуя некаталитические реакции в диффузионном и кинетическом режимах, можно выяснить вопрос о соотношении геометрической и истинной поверхностей электрода. С другой стороны, изучение их кинетики необходимо для понимания вопроса о влиянии полупроводниковых свойств переходных форм углерода на кинетические закономерности электрокаталитических реакций. Это связано с тем, что энергия активации электрохимической реакции зависит от скачка потенциала в слое Гельмгольца. В случае полупроводниковых электродов этот скачок составляет только часть от полного изменения потенциала на межфазной границе, что вносит существенные коррективы в уравнение формальной кинетики электрохимических реакций [74], изменяя, в частности, наклон тафелевской кривой. [c.114]

    Анодный переход электрона из раствора в металл происходит тем быстрее, чем положительнее металл заряжен по отношению к раствору. Сдвиг потенциала в отрицательную сторону тормозит процесс. На скорость катодной реакции потенциал воздействует диаметрально противоположно. Это влияние изменений потенциала на скорость реакции связано с изменением энергии активации Е и Е . [c.142]

    Переход системы от состояния, описываемого кривой 1, к состоянию, описываемому кривой 2, происходит вблизи точки их пересечения по кривой 3 (см. рис. 51). Чем положительнее заряжается металл, тем меньше становится энергия активации анодного перехода Е+ и тем больше энергия активации катодного перехода Е . Соответственно меняются и составляющие электродного тока. Поскольку реакция перехода состоит в проникновении носителя заряда через плотную часть двойного слоя (см. 41), на величины + и Е влияет только потенциал плотной части двойного слоя Афг = Аф — I,. На рис. 52 это влияние показано графически [c.163]

    Таким образом при выводе кинетических уравнений необходимо учитывать, что имеется разница между поверхностной концентрацией и объемной. Наряду с этим, необходимо принять во внимание, что на изменение энергии иона водорода, находящегося на расстоянии ионного радиуса, оказывает влияние не общий потенциал электрода ф, а потенциал в той плоскости, где находится центр иона, т. е. ф — ф1.Поэтому энергия активации процесса разряда ионов водорода определится уравнением  [c.31]

    Наконец, установленные выше закономерности позволяют объяснить и влияние на перенапряжение водорода поверхностно-активных ионов и молекул. Учитывая строение двойного слоя (см. рис. 13), можно заключить, что адсорбция катионов в плотной части двойного слоя (поверхностно-активные ионы адсорбируются здесь) при наличии отрицательного заряда поверхности электрода должна привести к уменьшению ф -потенциала, т. е. сдвигу его в положительную сторону, который в соответствии с уравнением (30,1) приведет к уменьшению концентрации ионов водорода в поверхностном слое и увеличению перенапряжения. Адсорбция поверхностно-активных анионов, наоборот, приводит к уменьшению плотности положительных зарядов в плотной части двойного слоя и сдвигу фг-потенциала в отрицательную сторону, в результате чего концентрация ионов водорода в поверхностном слое возрастает, и перенапряжение водорода уменьшается. При адсорбции нейтральных молекул (спиртов или кислот жирного ряда) обычно наблюдается повышение перенапряжения водорода, что объясняется затруднением подхода иона водорода к поверхности электрода и ослаблением действия электрического поля на энергию активации вследствие увеличения толщины двойного слоя. [c.32]

    Знание ПНЗ чрезвычайно важно при изучении двойного электрич. слоя и электрохимической кинетики, поскольку положение заданного потенцигша относительно ПНЗ предопределяет поверхностную концентрацию разл. компонентов р-ра (в т.ч. реагирующих в-в) и распределение потенциала на грашще электрод р-р, что в свою очередь оказывает влияние на энергию активации электродных р-ций. Соотношение заданного Е и ПНЗ определяет также смачиваемость электрода р-ром и нек-рые мех. св-ва электрода (его сопротивление внеш. деформации, коэф. трения на границе электрода с др. твердым телом в р-ре). [c.81]

    С другой — оказывает влияние на энергию активации, изменяя качок потенциала в плотной части двойного слоя, который ста-[овится равным Е — [c.257]

    Анализ кинетических уравнений, описывающих электрохимическое персаапряжение, показывает, что наиболее важными его характеристиками следует считать ток обмена /о и коэффициент переноса а. При одном и том же отклонении потенциала электрода от равновесного значения скорость реакции (результативная плотность тока) будет тем больше, чем выше ток обмена. Последний, в свою очередь, озвисит от природы. электро нмической реакции, материала электрода и состава раствора. Коэффициент переноса характеризует степень влияния электрического поля электрода на энергию активации электрохимической стадии и определяет также симмет- [c.364]

    Влияние г >1-потенциала проявляется, во-первых, на величине энергии активации стадии разряда — ионизации. В плотном двойном электрическом слое скачок потенциала равен <р — Поскольку электрохимическая реакция протекает в непосредственной близости от поверхности электрода, на ее энергию активации влияет не весь скачок потенциала, а только его часть ф — ilJi. [c.389]

    Рассмотрим теперь влияние специфически адсорбирующихся анионов на скорость реакции разряда катионов Н3О+ на ртутном электроде. При специфической адсорбции анионов потенциалы внутренней и внешней плоскостей Гельмгольца (а следовательно, и 1з1-потенциал) сдвигаются в отрицательную сторону, что, согласно уравнению (50.3), должно уменьшать перенапряжение. На рис. 135 приведены кривые перенапряжения водорода на ртути в подкисленных растворах солей поверхностно-активных анионов при постоянной ионной силе раствора. Постоянная общая концентрация выбирается для того, чтобы исключить эффект увеличения т). Как видно из рис. 135, экспериментальные данные подтверждают вывод об ускорении реакции разряда катионов в присутствии специфически адсорбированных анионов, причем ускоряющий эффект проявляется только в области их адсорбции. Этот результат означает, что эффект увеличения поверхностной концентрации НзО" в присутствии адсорбированных анионов превалирует над эффектом возрастания энергии активации [пропорциональной (ф — Ifii)], когда гр1-потенциал сдвигается в отрицательную сторону. [c.269]

    О, адсорбированные анионы, адатомы металлов и др.) а/ и ttj/i — соответствующие значения адсорбционных коэффициентов. Уравнение отвечает аддитивному влиянию различных адсорбированных частиц на энергию активации процесса хемосорбции органического вещества. В случае собственной неоднородности поверхности уравнение (3.57) выполняется при условии, что адсорбция различных компонентов происходит на одних и тех же адсорбционных центрах и энергии адсорбции на i-x местах компонентов А, В, С... связаны между собой простой связью (ЛО°а) =а (ДО°в) = a"( AG° ). .., т. е. вид функции распределения для различных компоненто.в сохраняется неизменным. Одновременное выполнение названных условий при адсорбции веществ, сильно отличающихся по своей химической природе, представляется маловероятным. Возможна некоррелируемость или сложная связь свободных энергий и энергий активации процессов хемосорбции различных частиц. Соответственно уравнения, выражающие зависимость Уа от 0i, могут отличаться от уравнения (3.57) и быть значительно более сложными. Аддитивность в большей мере соответствует модели наведенной неоднородности, когда частицы различных сортов одновременно участвуют в соз-.дапии общего дипольного потенциала на поверхности или определенной плотности электронного газа. [c.111]

    Практическое применение электроосаждения металлов — гальванопластика — было предложено русским акад. Б. С. Якоби в 1837 г. Свойства покрытий можно эффективно регулировать, добавляя в раствор органические вещества (Н. А. Изгарышев). Поэтому исследование влияния органических веществ на процессы электроосаждеиия имеет большое практическое значение. Органические вещества действуют избирательно, тормозя восстановление одних ионов и не влияя на восстановление других. В присутствии некоторых органических веществ скорость электроосаждения ряда металлов не зависит от потенциала в области адсорбции органического вещества (М. А. Лошкарев). Наблюдаемый предельный ток оказывается меньше предельного тока диффузии. Для объяснения эффекта Лошкарева выдвинуто предположение о медленном проникновении реагирующих частиц через адсорбированный слой органического вещества. Энергия активации такого процесса вызвана необходимостью деформации пленки адсорбата при проникновении ионов к поверхности электрода. Добавление органических веществ широко используется при получении гладких и блестящих покрытий (Н. Т. Кудрявцев, К. М. Горбунова, Ю. Ю. Матулис, С. С. Кругликов и др.). Органические вещества— выравниватели и блескообразователи — адсорбируются преимущественно на выступах, где создаются более благоприятные условия для доставки этих веществ к поверхности, и препятствуют осаждению металла на этих участках, в то время как углубления постепенно заращиваются. [c.247]

    Наблюдается четкая взаимосвязь исследованных параметров от напряженности магнитного поля. Так, при увеличении напряженности магнитного поля примерно до 2,4 Ю А/м уменьшается содержание кислорода в растворе и в связи с тем, что коррозия протекает в растворе Na l с кислородной деполяризацией, электродный потенциал сдвигается в отрицательную сторону, а защитный эффект магнитной обработки увеличивается. После достижения максимума все величины изменяются в обратном направлении, т.е. концентрация кислорода увеличивается, электродный потенциал уменьшается. Однако уменьшение концентрации кислорода не бьшо столь велико, чтобы оно могло быть единственной причиной, влияющей на уменьшение коррозии. Магнитное поле приводит к возникновению магнитогидродинамического эффекта в растворах электролитов, что влечет за собой изменения скорости протекания обоих сопряженных электродных процессов. Зависимость степени и знака поляризации электродных реакций от напряженности магнитного поля имеет полиэкстремальный характер. Изменение коэффициента Ь свидетельствует о влиянии магнитной обработки на энергию активации процесса. [c.189]

    Для газофазных р-ций аррениусовскую энергию активации отождествляют с высотой барьера на поверхности потенциальной энергии (ППЭ), а слабо зависящий от т-ры предэкспоненц. множитель выражают через вклады реагентов и ПС в энтропию системы. Своеобразие Р. в р. состоит в том, что в ППЭ в качестве независимых переменных наряду с координатами хим. субстрата x (длинами связей, валентными углами и т.п.) введены координаты среды-изменения положения и ориентации молекул р-рителя относительно молекул субстрата и друг друга. При этом существует огромное кол-во конфигураций сольватной оболочки хим. субстрата, соответствующих разл. локальным минимумам ППЭ. Эти минимумы близки по энергии и разделены невысокими (несколько кДж/моль) потенц. барьерами. В такой ситуации к.-л. один определенный минимум теряет значение и рассматривают усредненное влияние всех конфигураций сольватной оболочки на энергетику хим. превращения субстрата. Усредненная таким образом ППЭ представляет собой поверхность свободной энергии (ПСЭ) [c.208]

    Электрохимическая поляризация. К особенностям электрохимической реакции следует отнести влияние потенциала на энергию активации электрохимической стадии реакции и сооответственно на скорость этой реакции. Если на электроде протекает реакция [c.27]

    Как и катализаторы химических реакций, электрокатализаторы не изменяют термодинамику процесса, т.е. не влияют на равновесный потенциал электродных реакций. Электрокатализаторы увеличивают константу скоростей прямых и обратных реакций, т.е. плотности тока химических реакций и тока обм ена Jq (1.60), (1.64). Увеличение константы скорости реакции может быть обусловлено как снижением энергии активации, так и изменением значения предэкспоненциального коэффициента уравнения (1.61). Электрокатализатор изменяет не только скорость, но и механизм реакции и может влиять на состав продуктов реакции. Составной частью электрокатали-тической реакции является стадия адсорбции. Могут адсорбироваться исходные вещества, промежуточные частицы и продукты реакции. Кроме того, на реакцию оказывает влияние адсорбция молекул растворителя, ионов электролита, а также адсорбция примесей. [c.29]

    Так, например, для изолированных пар Si-O и Si-N с помогцью потенциала Морзе в [80] были вычислены потенциальные энергии атомов О и N на Si02- Предполагалось, что поверхность состоит только из атомов Si и нренебрегалось влиянием атомов О и N. Такая модель приводит к ЕтО — 159,1 кДж/моль и rnN = 82, 2 кДж/моль и, соответственно, к числу атомов 0,007 и 0,7 %, которые могут мигрировать по поверхности. Для предварительных оценок энергии активации [c.63]

    Основная причина влияния скачка потенциала на скорость элек-трохимичес1сих реакций заключается в том, что скорость таких реакций лимитируется стадией переноса заряда, энергия активации которого является функцией потенциала на границе металл-раствор. В подобных случаях количественная связь между скоростью электрохимического процесса и электродным потенциалом описывается уравнением, носящим название уравнение Фольмера-Фрумкина. Применительно к реакции (4.1) для простейшего случая протекания процесса в одну стадию, т.е. при одновременном отщеплении п электронов, это уравнение имеет вид  [c.81]

    Многие литиевые стекла имеют более высокое сопротивление постоянному току, чем натриевые. Интересное наблюдение Кратца показало, что стекла, содержащие натрий и литий или натрий, литий и калий, имеют сопротивление переменному току того же порядка, что и натриевые стекла, однако сопротивление постоянному току для них больше. Дол [50] объясняет этот факт следующим образом присутствие небольших количеств ионов лития вызывает разрывы в цепях ионов натрия, которые проводят ток через стекло. Если ион лития, обладающий большой энергией активации и высокой стабильностью, занимает тот промежуток в кремнекислородной решетке, который обычно занимал ион натрия и куда последний должен мигрировать, проходя через стекло, то электрическое сопротивление постоянному току будет возрастать. На сопротивлении переменному току это заметно не скажется, так как ионы, задержанные в решетке стекла, под влиянием приложенного потенциала будут просто колебаться, но не смещаться со своих мест. [c.271]

    Действие носителя на катализатор и влияние носителя на каталитическую реакцию Ададуров с сотрудниками описывают как результат искажающего воздействия носителя, резко меняющего энергию активации каталитической реакции. Направление каталитической реакции может изменяться не только при изменении знака потенциала катализатора вследствие осаждения его на носителе, [c.448]

    Таким образом, влияние кинетического обеднения верхних уровней проявляется в ограничении парциального вклада в процессе ионизации любого из уровней и приводит к дополнительной температурной зависимости, что эквивалентно уменьшению энергии активации ка величину порядка кТ. Интересно, что в работах Келли и Пздли многие полученные значения энергий активации несколько ниже потенциала ионизации, в то время как в экспериментах Хейхёста и Телфорда этого не наблюдалось [194]. [c.276]

    Это противоречие свидетельствует о том, что обнаруженное на опыте изменение химической адсорбции нельзя объяснить с этих позиций. Сопоставление химической адсорбции на закиси никеля и ее тройных твердых растворах с одинаковой электропроводностью свидетельствует об отсутствии прямой связи между адсорбционными свойствами и электропроводностью, т. е. уровнем химического потенциала и энергией активации электропроводности. Из этого, однако, не следует, что связь между электронной структурой твердого тела и его адсорбционными свойствами не существует. Наше исследование однозначно говорит в пользу ее существования. Закономерности адсорбции газов — доноров и акцепторов электронов изменяются в противоположных направлениях, что, не-сомгтетгно, связано с влиянием электронной структуры. [c.86]

    Как было показано выше, в области г<1,0 В ток линейно зависит от потенциала и не зависит от pH (см. рис. 52). Это следует из уравнения (4.2) при м=р=1. Иными словами, электрохимическая десорбция протекает с участием ОН -ионов и является безбарьерной. При этом экспоненциальный рост скорости процесса при увеличении потенциала компенсируется возрастанием энергии активации образования СОг из-за ослабления связи СО при повышении степени заполнения поверхности. Аналогичным образом компенсируется непосредственное влияние концентрации ОН" на скорость реакции и на величину покрытия поверхности. Хотя это объяснение, как указывают авторы, не вполне доказано, другие варианты являются менее приемле-м ыми. [c.133]

    Как уже говорилось, под влиянием деформации появляется дополнительная энергия активации, способствующая течению всех физико-химических процессов, в том числе и коррозионных в последнем случае, как указывает Г. В. Акимов [1], деформация помогает иону металла разорвать металлическую связь и создает ему возможность удалиться из решетки, т. е. обусловливает более низкую работу выхода иона. Вследствие этого можно было бы ожидать значительного снижения электродного потенциала металла под влиянием его деформации. Однако эксперименты не дают возможности однозначно установить значительное снижение электродного потенциала. А. В. Рябченков [132] тщательно проведенными опытами показал понижение электродного потенциала железа на 130 мв в 3%-ном растворе ЫаС1 -(- 0,1% Н2О2 при увеличении напряжения растяжения от О до предела пропорциональности. В других же случаях [166] не удавалось установить значительного разблагораживания электродного потенциала под влиянием деформации. [c.31]


Смотреть страницы где упоминается термин Влияние потенциала на энергию активации: [c.151]    [c.106]    [c.135]    [c.197]    [c.174]    [c.233]    [c.19]    [c.61]    [c.73]    [c.361]    [c.110]    [c.79]    [c.139]   
Смотреть главы в:

Электрохимическая кинетика -> Влияние потенциала на энергию активации




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Энергия активации

Энергия потенциала



© 2025 chem21.info Реклама на сайте