Практическое использование электрохимии

Пособие содержит все традиционные разделы курса электрохимии, примеры практического использования электрохимии в современном производстве и ее роль в научно-техническом прогрессе. [c.2]

За время, прошедшее после второго издания, в ряде направлений практического использования электрохимии наметились существенные изменения, поэтому главы 1 и 2 написаны практически заново. Существенной переработке подверглись и остальные главы. Каждая глава дополнена разделами, в которых обсуждаются перспективы дальнейшего развития отдельных электрохимических производств, а также рассматриваются основы техники безопасности и охраны природной среды. [c.7]

Фронт научных исследований в электрохимии стал расширяться в последние десятилетия. Быстро нар .стает и практическое использование электрохимии. О ее значении в жизни человека может свидетельствовать, например, то, что ныне электрохимически в мире получают почти весь фтор, около 15 млн. т алюминия, медь, цинк, свинец, магний, многие органические соединения, 25 млн. т хлора и соответственное количество каустической соды. [c.57]

Вводя читателя в мир современной электрохимии, авторы кратко знакомят с историей развития электрохимии от Гальвани и Вольта до наших дней, с состоянием таких проблем, как электрохимическая кинетика, перенос реагирующих веществ и скорость электрохимических реакций, стадия разряда и скорость электрохимических реакций, борьба с коррозией и превращение химической энергии топлива непосредственно в электрическую. Специальная глава посвящена вопросам практического использования электрохимии. [c.29]

Практическое использование электрохимии [c.26]

Рождение электрохимии — это по существу рождение первого химического источника тока, и этот факт уже сам по себе содержал возможность практического использования электрохимии. [c.26]

Металлический натрий — далеко не единственный металл, вырабатываемый электрохимическим путем. Практическое использование электрохимии для получения или очистки металлов, так называемая электрометаллургия, — это огромная отрасль промышленности, которая в свою очередь распадается на электроэкстракцию металлов из водных растворов их солей, на рафинирование (очистку) металлов путем электролиза и на электролиз расплавленных соединений. [c.31]

Говоря о практическом использовании электрохимии, связанном с электролизом, нельзя не упомянуть об электросинтезе неорганических и органических соединений. Как пример электросинтеза неорганических соединений мы рассмотрим получение перекиси водорода — широко применяющегося окислите.ля топлива реактивных двигателей. [c.36]

Сера. Развитие в последние годы электрохимии серы в неводных растворах обусловлено, с одной стороны, практическим использованием серы и ее диоксида в качестве перспективного катодного материала в источниках тока с электролитом на основе апротонных растворителей с другой стороны, некоторые серосодержащие анионы, например 8268 , являются удобной моделью для развития теории элементарного акта переноса заряда (восстановление 8208 на катодной поверхности при отрицательных зарядах исключает специфическую адсорбцию как реагирующей частицы, так и продукта реакции). Соответственно этим направлениям ведутся исследования электровосстановления элементарной серы [681, 684, 1217, 155, 207, 1071, 444, 1246, 832, 833], диоксида серы [693, 1037, 1026, 491, 628, 629, 717, 858] и ее анионов [816, 132, 524, 523, 699, 131, 198, 195, 52, 133] в основном в апротонных растворителях. [c.104]

Электрохимия вступила в третье столетие своего развития. Являясь частью физической химии, она выделяется в самостоятельный раздел по характеру изучаемых закономерностей, своеобразию методов исследования и по направлениям практического использования. [c.285]

В России было сделано много крупных открытий не только в области теории электрохимии, но и в приложении этой теории к практическим задачам. В 1837 г. Б, С. Якоби открыл гальванопластику — осаждение металлов на непроводящих телах. Это открытие привело к развитию многих других методов электроосаждения металлов. В России был предложен электролитический метод очистки меди. Ф. Г. Федоров (1867 г.) предложил электролитический способ изготовления медных труб без швов. Б. С. Якоби принадлежит также идея практического использования элементов в качестве источников тока. [c.8]

Книга поможет удовлетворить настоятельную потребность в современном учебнике физической химии для биологов. Написанная ярким и образным языком, с большим количеством иллюстраций она может вместе с тем служить образцом точности и научной строгости. Изложены основные сведения по химической термодинамике, кинетике, электрохимии, коллоидной химии, теории растворов и другим разделам физической химии. Приведены примеры практического использования принципов и методов физической химии для решения конкретных биологических задач. [c.368]

Вернемся теперь к самому первому из наших примеров практического иопользования электрохимии — к химическим источникам тока. С точки зрения термодинамики любая пара металлов, разность потенциалов между которыми не слишком мала, в принципе может быть использована для создания гальванического элемента. Но фактически работает только сравнительно небольшое число систем, в которых скорость электродных процессов достаточно велика, чтобы получить от элемента пригодную для практического использования плотность тока при значительной эдс. Именно из-за незнания законов, которым подчиняется скорость электродных процессов, создание и усовершенствование химических источников тока проводились ранее в большинстве случаев практически вслепую, когда ученые п инженеры испытывали многие десятки и сотни всевозможных комбинаций из электродов и электролитов. [c.43]

Еще в 1839 г. Грове доказал возможность получения электрического тока за счет энергии реакции окисления водорода кислородом до воды. Это был первый топливный элемент. Спустя три года Грове даже создал батарею из водородно-кислородных элементов. Однако сам он не видел путей для практического использования своего изобретения. Сознательная постановка вопроса о прямом превращении химической энергии топлива в электрическую принадлежит англичанину Гору (60-е годы прошлого века). Энтузиастом технического решения этой проблемы спустя десять лет выступил П. Н. Яблочков. В 1894 г. немецкий электрохимик Оствальд назвал задачу создания топливного элемента центральной проблемой электрохимии. [c.98]

На всех эта 1ах развития электрохимии разработка теоретических представлений была тесно связана с решением вопросов практического использования электрохимических, процессов и явлений. [c.305]

Прогресс техники связан в существенной степени с практическим использованием фундаментальных достижений физики и смежных наук, в частности результатов исследований электрической природы материи. Большой вклад в эти исследования вносит электрохимия, с которой близко соприкасаются исследования в области физики и физической химии растворов. Трудности учета взаимодействия растворенных частиц и среды пока не позволяют построить количественную теорию растворов или довести ее хотя бы до уровня, достигнутого в разработке теории газового и твердого состояний. Необходимо дальнейшее совершенствование различных физических моделей учета дискретных свойств жидкой среды и анизотропии распределения их электрической и магнитной компонент, что, возможно, позволило бы- преодолеть описа-тельность науки о физико-химических (в том числе и транспортных) свойствах растворов и максимально использовать возможности теории для больших обобщений. Вместе с тем представляется очевидной необходимость сравнительного рассмотрения феноменологии процессов переноса и существующих попыток построения теорий структуры водных растворов, определяющей особенности этих процессов. Появление новой книги о растворах является важным событием, несмотря на огромное число уже опубликованных экспериментальных и теоретических работ по физической химии растворов. [c.5]

Радиационная очистка воды содержит в себе возможности для удовлетворения этих требований. Это, действительно, быстрый метод, скорость которого определяется только количеством подаваемой энергии излучения от источника в единицу времени. Подробные исследования радиационного способа снижения цветности и запаха природных вод, проведенные в совместной работе Института электрохимии АН СССР и ВОДГЕО Госстроя СССР, показали, что этот метод обеспечивает очень высокое качество воды по всем показателям, практически недостижимое при использовании других методов. Радиационная очистка — в принципе одностадийный процесс. Он не требует введения в очищаемую воду новых химических реагентов, делает ее прозрачной, вкусной и обеззараженной. Но возникают естественные вопросы возможно ли практическое использование этого метода, имеются ли объективные предпосылки для его промышленного применения, не слишком ли дорогой ценой можно достигнуть тех преимуществ, которые дает этот метод Именно на эти вопросы и пытается ответить настоящая книга. [c.8]

Развитие основных представлений электрохимии и практическое использование ее в народном хозяйстве [c.11]

РАЗВИТИЕ ОСНОВНЫХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ ЭЛЕКТРОХИМИИ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЕЕ В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ [c.7]

Большое внимание он уделяет вопросам широкого практического применения электрохимии созданию химических источников тока большой удельной емкости и принципиально новых приборов для автоматизации, получению простых и сложных веществ при помощи электролиза, использованию электрохимических методов обработки металлов. [c.29]

Наряду с развитием представлений теоретической электрохимии шло накопление опыта практического использования электрохимических явлений. [c.11]

Авторам удалось написать очень полезную книгу, в которой в не совсем обычной для учебника образной и яркой форме изложены практически все необходимые для биологов сведения в области физической химии. Некоторые из разделов книги напоминают по стилю изложения не столько классический учебник, сколько научно-популярный очерк. Вместе с тем авторы книги нигде не впадают в вульгаризм, и видимая легкость, с которой они излагают сложные вопросы, всегда сочетается с научной точностью. Принятый авторами стиль — отнюдь не самоцель, но сложный педагогический прием, позволяющий им выполнить главную задачу — донести в краткой и доходчивой форме суть основных понятий химической термодинамики, кинетики, электрохимии, коллоидной химии, теории растворов и других разделов физико-химической науки. Авторы, однако, не ограничиваются этим. Наряду с изложением теоретических основ физической химии они тут же на конкретных примерах иллюстрируют возможности практического использования в биологии физико-химических принципов и основанных на них экспериментальных методов. В этом сочетании двух начал состоит, пожалуй, наиболее привлекательная особенность книги супругов В. и X. Уильямсов, делающая ее ценной не только в качестве учебника, но и в качестве методического пособия для биологов. [c.5]

Существует тесная взаимосвязь между теоретической электрохимией и такими разделами прикладной электрохимии, как гальванотехника, защита от коррозии, создание новых электрохимических источников тока и хемотронных устройств. Роль электрохимической кинетики для решения прикладных задач в этих областях возрастает с каждым годом. Вместе с тем потребности практики являются мощным стимулом для дальнейшего развития теоретических направлений. Так, загрязнение окружающей среды коррозионно-активными агентами, широкое использование новых металлов и сплавов, зачастую достаточно дорогих, в современных технике и строительстве все более остро ставят проблему защиты металлических конструкций от коррозии. Это способствует постановке новых задач при теоретическом исследовании коррозии и пассивности металлов. Значительный интерес к явлениям адсорбции и кинетике электродных процессов на платиновых металлах был вызван в первую очередь практическими работами по созданию топливных элементов. [c.390]

Результаты экспериментальных исследований являются основой для дальнейших расчетов различных характеристик, сопоставления с известными моделями процессов, а также для построения новых моделей. Рассмотрим основы статистической обработки данных и некоторые практически важные вопросы использования численных методов для решения часто встречающихся в электрохимии задач (метод наименьших квадратов, интерполирование, численное интегрирование и дифференцирование, численное решение уравнений и т. д.). [c.52]

Предлагаемый вниманию читателя перевод второго тома серии "Методы измерения в электрохимии" под редакцией Э. Егера и А. Залкинда адресован широкому кругу ученых, использующих в своей практике электрохимические методы. В отличие от первого тома ("Мир", 1976), посвященного электродным процессам, здесь описаны методы исследования растворов электролитов. Поскольку электрохимия изучает явления, происходящие в растворах, исследование структуры жидкости, сольватации, диэлектрических свойств и т.п. имеет фундаментальное значение не только для развития теории гомогенных процессов, но и для разработки адекватных представлений о механизме электродных реакций. Авторы отдельных глав акцентируют внимание на новейших методических достижениях, затрагивая даже детали экспериментальной техники, с тем чтобы облегчить изучение соответствующих методов и в какой -то степени заменить стажировку в специальных лабораториях. Однако для интерпретации результатов измерений необходимо привлечение теории, й здесь авторы сталкиваются с существенными трудностями. Несмотря-на значительные успехи статистической механики растворов и расплавов, связанные с использованием различных вариантов суперпозиционного приближения в боголюбовском методе коррелятивных функций и с применением ЭВМ для прямого расчета термодинамических и структурных характеристик, результаты этих теоретических изысканий настолько трудно обозримы, что они практически не нашли применения у экспериментаторов ни для обработки данных, ни для описания кинетических явлений. Ниже, при анализе отдельных глав книги, мы не раз убедимся в справедливости этих общих замечаний. [c.5]

Аналитическая реакционная газовая хроматография— самостоятельная область (и метод) аналитической химии. Она характеризуется своими специфическими экспериментальными методами, особой областью применения, рядом особенностей аппаратурного оформления. При использовании химических методов в газовой хроматографии эффективность хроматографического разделения и чувствительность детектора, как правило, практически не изменяются. Однако как следствие химической трансформации анализируемой смеси образуются новые соединения, что приводит к изменению коэффициентов разделения и чувствительности детектирования. Отметим, что метод химической трансформации используют и в других областях аналитической химии (например, в спектроскопии, электрохимии и т. д.). В связи с этим представляется целесообразным используемые в аналитической химии методы подразделить на три группы разделения, определения и трансформации (химического целенаправленного превращения). Метод аналитической реакционной газовой хроматографии [c.8]

Величина электропроводности растворов имеет большое значение для протекания электрохимических процессов. На ее основе можно сделать рациональный выбор состава электролита, при котором непроизводительные затраты электроэнергии будут минимальными. Знание электропроводности растворов необходимо при составлении энергетических и тепловых балансов электролизеров и химических источников тока. С величиной электропроводности связана рассеивающая способность гальванических ванн, т. е. возможность получения равномерного осадка металла на участках покрываемого изделия, различно удаленных от анода. Однако использование данных по определению электропроводности не ограничивается только электрохимией. Кондуктометрия находит самое широкое применение как метод химического анализа, производственного контроля и научного исследования. Она обладает рядом преимуществ перед химическими методами анализа, так как позволяет определить содержание индивидуального вещества в растворе простым измерением электропроводности раствора. Для этого нужно только иметь предварительно вычерченную калибровочную кривую зависимости электропроводности от концентрации вещества. Кроме того, в процессе измерения электропроводности анализируемый раствор практически не изменяется, благодаря чему можно проводить повторные измерения и, сохранив его, в любое время проверить полученные результаты. [c.104]

Теперь, когда мы рассмотрели в обгцпх чертах практическое приложение электрохимической науки, которое на первый взгляд довольно просто и понятно, остановимся более подробно на процессах, которые мы выбрали для иллюстрации практического использования электрохимии. [c.41]

Спектроскопические методы, как известно, давно и с успехом применяются при исследовании гомогенных химических реакций. Использование таких методов при изучении гетерогенных процессов пока гораздо менее распространено, несмотря на несомненную ценность спектроскопической информации. Имеющиеся сведения относятся главным образом к границе раздела твердое тело — газ существует уже довольно обширная литература, посвященная ИК-спектрам адсорбированных на этой границе молекул [1]. Что касается границы электрод — раствор, то до недавнего времени собственно спектроскопическая информация об этой границе практически полностью отсутствовала. Причина этого заключается в очевидной трудности получения оптических спектров молекул, находящихся на поверхности непрозрачного твердого тела в слое толщиной в единицы ангстрем, где происходит специфическая для электрохимии стадия электродного процесса. Вместе с тем, именно эта стадия нуждается в детальном спектроскопическом исследовании, так как происходит в условиях, сильно отличающихся от условий протекания гомогенной химической реакции (наличие внещнего электрического поля, влияние адсорбции, отличия поверхностной структуры растворителя от объемной и т. п.). Эти отличия не позволяют уверенно использовать при изучении электродных реакций спектроскопическую информацию о сходных гомогенных реакциях. Химические стадии электродного процесса, протекающие в растворе, в принципе можно исследовать спектрофотометрически, но и здесь существуют трудности, так как все еще слишком малы толщины зоны [c.85]

Применение потенциостатического метода значительно расширяет возможности практического использования электрохимии в аналитических целях . Этот метод позволяет проводить полярографический анализ в условиях гювышешюго сопротивления электролита и с применением поляризующегося вспомогательного электрода, а также облегчает проведение амперометрических определени . [c.29]

До конца 1940-х годов элементы Лекланше, Лаланда, Грене оставались преобладающими среди первичных элементов. Однако возросшие в дальнейшем технические требования со стороны различных отраслей иауки и техники привели к резкому усилению работ в области ХИТ. Получили развитие су.хие элементы, расширилась сфера их практического использования. Были разработаны новые принципы конструкции, позволившие реализовать весьма энергоемкие системы и создать ряд резервных (активируемых) батарей. Крупные исследования в области электрохимии неводных систем привели к созданию литиевых элементов, обладающих уникальными характеристиками. [c.86]

Основы электрохимии были заломсены исследованиями по гальваническим элементам, электролизу и переносу тока в электролитах. Гальвани и Вольта в Италии создали в 1799 г. гальванический элемент. В. В. Петров в России (1802) открыл явление электрической дуги. Т. Гротгус в России в 1805 г. заложил основы теории электролиза. В 1800 г. Дэви выдвинул электрохимическую теорию взаимодействия веществ он широко применил электролиз для химических исследований. М. Фарадей, ученик Дэви, в 1833—1834 гг. сформулировал количественные законы электролиза. Б. С. Якоби в России, решая вопросы практического использования процесса электролиза, открыл в 1836 г. гальванопластику. [c.7]

В развитии теоретической и прикладной электрохимии немалая роль принадлежит русским и советским ученым. Начало развитию электрохимии в России положили работы В. В. Петрова по электровосстановлению металлов из их окислов (1803). В 1805 г. Т Гротгус дал первое объяс-ТГениё механизма электролиза. Б. Я.коби предложил ряд конструкций химических источников тока и разработал метод гальванопластики (1837), что способствовало практическому использованию электролиза. Закономерности явления поляризации, впоследствии использованного для создания вторичных источников тока — аккумуляторов, были установлены в России Э. X. Ленцем и А. С. Савельевым (1842—1845). [c.255]

Таким образом, на всех этапах развития электрохимии теоретические исследования стимулировались практическим использованием различных электрохи.мических явлений и процессов. В свою очередь разработка теоретических представлений в значительной степени способслвовала развитию прикладной электрохимии. [c.306]

К многочисленным расширенным или вновь построенным лабораториям и институтам при университетах в Германии в начале XX в. добавились также лаборатории и институты основанного в 1911 г. Общества содействия развитию науки им. кайзера Вильгельма. Финансирование последних осуществлялось богатыми промышленниками, заинтересованными в практическом использовании научных достижений. Вследствие этого институты Общества отличались от институтов при учебных заведениях, поскольку были предназначены не для обучения, а специально для исследовательской работы. В начале XX в. стали возникать научные институты, специализирующиеся на изучении вопросов определенных областей химии физической химии, биохимии, электрохимии, химии волокнистых веществ, общей химии. Решение проблем химии играло также важную роль в работе созданных при Обществе им. кайзера Вильгельма институтах, занимавшихся исследованием в области биологии, металлургии, переработки угля и кож. Стоимость Института общей химии достигла 1,1 млн. марок, а Института физической химии — 930 тыс. марок. Заработная плата в год у ассистента составляла примерно 1 500 марок руководитель отдела в химической лаборатории фирмы Фон Хейден получал 6000 марок [90]. [c.164]

В последние 12-15 лет проблема преобразования солнечной энергии положила начало новому направлению электрохимии. Строго говоря, эта область не чисто электрохимическая, а междисциплинарная к ней относятся также катализ, химия дисперсных систем и др. Но теоретическую основу нового способа преобразования энергии света, который, как мы надеемся, найдет в недалеком будущем и практическое использование, все же составляет электрохимия, точнее-фотоэлектрохимия полупроводников. Эта область в последние годы была достаточно полно и подробно изложена в специальных монографиях (например, в книге Ю.Я. Гуревича и автора Фотоэлектрохимия полупроводников [1]), поэтому в настоящей книге этот материал фундаментального характера изложен в конспективной форме (за исключением отдельных вопросов, получивших в литературе неверное или неполное освещение). В этой небольшой по объему монографии мы отказались от принципа само-замкнутости для более глубокого знакомства с основами электрохимии, тоэлектрохимии и физики полупроводников читателю придется обратиться непосредственно к соответствующим руководствам, а с физикохимией конкретных полупроводниковых электродов-напримф, к [2]. Напротив, собственно фотоэлектрохимическое преобразование солнечной энергии излагается достаточно подробно, с тем чтобы не просто описать основные принципы действия и системы электрохимических солнечных преобразователей, а подчеркнуть трудности, встречающиеся на пути их практического осуществления, и обсудить наиболее вероятные пути их преодоления. При этом литературные ссылки приводятся всюду, где это целесообразно, на работы обзорного, а не приоритетного характера. [c.5]

Большой инт )ес для широкого круга читателей представит обзор Б.Е. Конвея "Специальные методы изучения электродных процессов и электрохимической адсорбции" (глава 5). В электрохимии уже давно ощущается острая потребность в использовании новых физических методов исследования границы раздела фаз, поскольку только они могут позволить перейти от феноменологического описания поверхности на атомно-молекулярный уровень. Соответствующая обзорная литература на русском языке практически отсутствует. Поэтому статья Б.Е. Конвея, содержащая обширную библиографию, приобретает особую ценность. Значительная часть обзора посвящена оптическим методам исследования поверхности электродов. Подробно изложена эллипсомет-рия - от математических основ до приборов и приложений. Далее описан метод электрооиражения и спектроскопия внутреннего отражения в прозрачных электродах. Специальный раздал отведен дифракции рентге новских лучей на поверхности электродов. Описаны методические успехи в исследованиях адсорбции и электродных процессов. Особо рассмотрен радиоизотопный метод и его различные приложения. Кратко обсужден фотоэффект и его использование в исследованиях по электро. химической кинетике. В конце главы дается ряд новейших методов, среди которых отметим накопительную рефлектометрию. [c.6]

Существенную роль во всех перечисленных направлениях должно сыграть развитие электрохимии органических и бионе-органических соединений на различных типах графитоподобных и переходных форм углерода и использование углеродных материалов для создания практических электродов. [c.14]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология