Экспериментальная зависимость перенапряжения водорода от плотности тока

Зависимость, отвечающая уравнению (621), была установлена экспериментально Тафелем (1905) и называется формулой Тафеля. Величины а и 6, называемые обычно константами уравнения Тафеля, зависят от природы металла. Константа а соответствует перенапряжению водорода при плотности тока 1 а см , константа Ъ дает изменение перенапряжения при десятикратном изменении плотности тока (см. рис. 64 и 65). Значения константа и Ъ приведены в табл. 42. [c.351]

Более сложную задачу представляет исследование анодного выделения кислорода, осложняющееся рядом побочных реакций. Механизм процесса электрохимического получения кислорода нельзя признать достоверно и окончательно изученным. Вместе с тем экспериментальные данные свидетельствуют о том, что величина кислородного перенапряжения т]о, зависит от материала электрода, состава раствора, температуры, присутствия различных посторонних веществ и пр. Графическая зависимость 1-10, от плотности тока обычно имеет несколько участков, которые подчиняются уравнению Тафеля (У.Зб), но коэффициенты а и Ь имеют значения, отличающиеся от значений для водорода. [c.140]

Зависимость перенапряжения кислорода от плотности тока тоже может быть выражена уравнением Тафеля. Однако постоянные а и Ь в этом уравнении нужно определять экспериментально. Из-за наличия перенапряжения водорода на катоде и кислорода на аноде напряжение, при котором начинается электролиз (напряжение разложения), больше теоретического и составляет 1,65—1,69 В. [c.12]

Цель работы. Изучение зависимости перенапряжения от плотности тока при электролитическом выделении водорода на различных металлах, определение по экспериментальным данным тафелевских постоянных и расчет кинетических параметров реакции выделения водорода. [c.327]

Электродные процессы являются гетерогенными, и их кинетика зависит от электрических переменных, характеризующих условия на поверхности. Истинная скорость реакции пропорциональна току, и в качестве электрической переменной всегда выбирается потенциал электрода. Поэтому зависимость ток — потенциал характеризует кинетические закономерности. Кинетика электродных процессов изучалась с начала столетия, концепция перенапряжения была введена в 1899 году. Тафель предложил использовать кривые перенапряжение — логарифм плотности тока еще в 1905 году, но современные представления появились несколько позже. Они были впервые изложены Батлером в 1924 году. Эрдей-Груз и Фольмер (1930) первыми использовали коэффициент переноса при описании поляризационных кривых для частного случая — разряда иона водорода. В настоящее время этот коэффициент является общепринятым, поскольку таким образом можно интерпретировать экспериментальные данные, пренебрегая деталями структуры активированного состояния. Важность связи между структурой двойного слоя и кинетикой электродных процессов была констатирована Фрумкиным еще в 1933 году, и его первоначальная трактовка остается основой наших сегодняшних представлений. [c.13]

Из последнего уравнения видно, что между перенапряжением водорода и плотностью тока существует логарифмическая зависимость. Имеющийся в литературе экспериментальный материал подтверждает этот вывод (рис. 4). [c.18]

Перенапряжение при выделении кислорода в значительно большей степени зависит от различных факторов, трудно поддающихся учету. Поэтому экспериментальные данные по кислородному перенапряжению, полученные разными авторами, заметно расходятся между собой. Зависимость кислородного перенапряжения от плотности тока обычно не может быть выражена простой формулой, как в случае водородного перенапряжения. В таблице 4 приведены значения перенапряжения водорода и кислорода на некоторых металлах в щелочных растворах. [c.26]

Исследования советских электрохимиков за последние годы показали, что эта теория не учитывает ряда серьезных факторов (pH раствора, природы раствора и др.) и что возможны и другие толкования механизмов удаления водорода с поверхности металла. Можно отметить, что теория замедленного разряда достаточно хорошо подтверждается экспериментальными и расчетными данными для металлов с высоким перенапряжением водорода. При помощи этой теории можно объяснить зависимость перенапряжения водорода от плотности тока, концентрации водородных ионов, наличия в растворе посторонних электролитов и поверхностно-активных веществ, часто специально вводимых в электролит. [c.42]

Снижение саморазряда таких электродов может быть вызвано действием окисной пленки или на выделение водорода, или на анодное окисление железа. На рис. 1 показаны кривые, выражающие зависимость потенциала электрода (по отношению к водородному электроду в том же растворе) от логарифма плотности тока. Как видно из этих кривых, наличие на поверхности железа окисной пленкн не оказывает существенного влияния на ход анодных кривых. Кривые катодной иоляризации для полупассивных электродов идентичны между собой, по лежат значительно пиже кривой перенапряжения водорода на электроде без окисной пленки. Снятие окис-яой пленки приводит к газовыделепию при стационарном потенциале. Понижение перенапряжения водорода иа железе, покрытом окисной пленкой, указывает как бы на увеличение тока саморастворения и, следовательно, должно приводить к увеличению газовыделения, что противоречит приведенным ранее экспериментальным данным. Для выяснения этого противоречия была измерена скорость газовыделения при катодной поляризации электрода из нолупассивного железа током 2,6-10 а. Этн измерения показали, что скорость выделения водорода в начале поляризации значительно меньше, чем согласно закону Фарадея отсюда следует, что часть электричества расходуется па снятие окисной пленки. Если учесть количество электричества, идущее на снятие окисной нленки (как разность между наблюдаемой скоростью газовыделения и скоростью выделения газа, соответствующей пропускаемому току), то перенапряжепие во- [c.802]

Для выяснения характера влияния интенсивности перемещивания электролита на катодный процесс в области потенциалов восстановления водорода необходимо построить зависимости потенциалов ряда металлов в этой области от логарифма плотности поляризующего тока для различных скоростей вращения электрода с учетом величины предельного диффузионного тока в этих условиях, т. е. по сути дела кривые перенапряжения восстановления водорода в этих условиях (ф от lg Как видно из рис. 14, для каждого металла экспериментальные точки, соответствующие различным скоростям вращения электрода, ложатся на одну прямую, что указывает на независимость перенапряжения восстановления водорода от скорости вращения электрода. Тангенс угла наклона этих прямых практически не зависел от природы металла и равнялся - 0,15, что представляет собой величину, близкую к значению коэффициента Ь в уравнении Тафеля. [c.55]

Рис. 7. Экспериментально установленные зависимости перенапряжения выделения водорода от плотности катодного тока для различных металлов 1141

Результаты опытов в этой области pH позволили также разрешить многолетний спор о том, отличается ли перенапряжение водорода на разбавленных амальгамах щелочных металлов от перенапряжения водорода на ртути в тех же средах. Полученные в работе экспериментальные данные убедительно показывают, что щелочной металл, растворенный в ртути существенно не влияет на величину водородного перенапряжения. Это вытекает из прямолинейности зависимости Е — pH (см. рис. 44), а также из прямолинейности зависимости Е—Igi, изученной авторами при катодной поляризации ртути в фосфатных буферных растворах, включая и те плотности тока, когда на ртути выделяется щелочной металл. [c.118]

Перенапряжение для выделения водорода обычно хорошо подчиняется логарифмической зависимости от плотности тока т]к = а - - 6 lgDк, где Ок выражено в а см (формула Тафеля). По известным из экспериментальных данных величинам коэффициентов а и Ь можно достаточно точно рассчитать значение перенапряжения, В таблице 3 приведены значения коэффициентов уравнения Тафеля для различных технических металлов в кислых и щелочных растворах. [c.26]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология