Электронные приборы в электрохимии

В последнее время теоретическая и экспериментальная электрохимия развивалась во многих направлениях. Успехам в теории способствовало создание и конструирование высокочувствительных измерительных приборов и оборудования, позволивших усовершенствовать имеющиеся и создать новые методы изучения статики и кинетики электродных процессов. Использование катодных вольтметров, осциллографов, потенциостатов и других подобных электронных приборов для исследования и определения кинетических параметров имеет особое значение. [c.7]

П. широко примен. для изготовления электронных приборов, используемых гл. обр. для преобразования и передачи информации (диоды, транзисторы, тиристоры, фото- и термоэлектронные приборы), в кач-ве лазерных материалов, в голографии и др. См. также Электрохимия полупроводников. [c.472]

Электронные приборы в электрохимии [c.60]

Направление научных исследований неорганическая, органическая и физическая химия электрохимия процессы и аппараты химической технологии металлургия керамика огнеупорные материалы и стекло полимеры пластмассы ионообменные смолы коррозия удобрения конструирование электронных приборов. [c.248]

Электрохимическими преобразователями, или хемотронами, называют приборы и отдельные элементы устройств, принцип действия которых основан на законах электрохимии. Электрохимические системы такого рода выполняют роль диодов, датчиков, интеграторов, запоминающих устройств и соответственно выполняют функции выпрямления, усиления и генерирования электрических сигналов, измерения неэлектрических величин и др. В хемотронах происходят процессы преобразования электрической энергии в химическую, а также механической энергии в электрическую и др. В отличие от электронных устройств (ламповых и полупроводниковых), в которых перенос электричества осуществляется электронами, в электрохимических преобразователях заряды переносятся ионами. Согласно закону Фарадея, количество вещества, претерпевшего изменение на электроде, пропорционально количеству прошедшего электричества. Поэтому измеряя тем или иным способом количественное изменение вещества, можно определить количество электричества, т. е. интегрировать электрические сигналы. Для этого электрохимическая реакция должна быть а) обратимой, т. е. реакция на аноде должна быть обратной реакции на катоде. Например, на аноде Си — 2е Си на катоде Си + + Че" Си б) реакция должна быть единственной, иначе точное интегрирование тока затруднено в) электролиты и электроды должны быть устойчивыми во времени г) реакции на электродах должны протекать с достаточно высокими скоростями. Таким требованиям могут удовлетворять некоторые электрохимические реакции, характеризующиеся потенциалами, лежащими между потенциалами водородного и кислородного электродов (рис. 66). При отсутствии в системе газообразных водородов и кислорода и при малой электрохимической поляризации электродов на них будут протекать лишь основные реакции. Системой, удовлетворяющей указанным требованиям, может быть 12+ + 2е ч 21" Е = 0,53 В. Потенциал ее положительнее потенциала водородного электрода и при рН< 11 отрицательнее потенциала кислородного электрода, поэтому в водных растворах в присутствии иода и ионов I" кислород и водород выделяться не будут. Эта реакция в прямом и обратном направлениях протекаете небольшой электрохимической поляризацией, следовательно, на электродах можно получить [c.367]

В гл. I, 24 мы познакомились с сорбцией и, в частности, с адсорбцией, с их ролью в гетерогенном катализе. Поверхностные явления, в частности адсорбция, играют большую роль в самых различных областях техники. Для нас важно знать, что адсорбция изменяет не только поверхностные, но и объемные свойства полупроводниковых материалов, влияет на работу выхода электронов с поверхности твердых тел. С адсорбцией и десорбцией приходится сталкиваться в процессах химического и электрохимического травления и полирования полупроводников и металлов, при очистке поверхности твердых тел от загрязнений и т. д. Адсорбция и связанные с ней изменения поверхностного натяжения и разности потенциалов на границе раздела фаз играют громадную роль в коллоидной химии и электрохимии. Адсорбция используется для очистки газов и жидкостей, для удаления остатка газов из вакуумных приборов, для поглощения ОВ (в противогазах), для извлечения ценных веществ из растворов и газов и из отходов различных производств с целью рекуперации, для разделения и анализа смесей (хроматография) и т. д. [c.168]

Если прибор во внепшей цепи пассивен , ои либо пропускает, либо не пропускает электроны во внешнюю цепь, но если используют активный прибор, то ои контролирует направление потока электронов. Таким образом, изменяя условия эксперимента, можно заставить электроны двигаться в самопроизвольном или противоположном направлении между окислителем и восстановителем. Особенностью экспериментальной электрохимии является то, что направление и глубину протекания реакции в ячейке можно контролировать прибором во внешней цепи. [c.176]

Возникновение электрохимии полупроводников как новой главы теоретической электрохимии обусловлено двумя основными причинами. Во-первых, многие электрохимические процессы, протекающие на границе электрод — электролит, совершаются фактически на поверхности, обладающей полупроводниковыми свойствами, со всеми особенностями, присущими такого рода материалам. Проводимость этих поверхностных слоев — окислов металлов, их гидридов, интерметаллических соединений и т. п.— по своей величине лежит между проводимостью металлов и диэлектриков. Она чувствительна к внедрению в основной слой следов примесей и в противоположность металлам увеличивается с температурой. Прохождение тока через полупроводники в общем случае осуществляется электронами (п-проводимость) или дырками, т. е. вакансиями, оставшимися после ухода электронов в другую энергетическую зону (р-проводимость). В отличие от металлов, в полупроводниках вблизи их поверхности раздела с другими фазами имеется широкая область объемного заряда, что значительно усложняет картину двойного электрического слоя. Выяснение кинетики многих электрохимических реакций (процессы в химических источниках тока, анодное растворение металлов и т. п.) становится поэтому невозможным без разработки электрохимии полупроводников. Во-вторых, в самой технологии получения полупроводниковых материалов, идущих на изготовление радиотехнических приборов, солнечных батарей и т. п., важную роль играют процессы, являющиеся по своей природе электрохимическими. К ним относятся, например, анодное и обычное травление полупроводников, осаждение тонких слоев металла на поверхность полупроводников и др. [c.491]

Современные электронные счетно-решающие и управ-ляюш,ие устройства немыслимы без использования полупроводниковых приборов. Кристаллические диоды и триоды по сравнению с вакуумными приборами потребляют значительно меньше электрической энергии, обладают большой механической прочностью, малыми габаритами. Поэтому они стали быстро вытеснять недостаточно экономичные электронные лампы. Бурное развитие физики полупроводников, транзисторной техники, а также все большее использование при изготовлении приборов электрохимических и химических операций дало сильный толчок к изучению электрохимических свойств полупроводниковых материалов. Первые исследования в этой области были проведены в 1952—1954 гг. За последуюш,ие несколько лет в литературе опубликованы десятки работ, посвященные электрохимии германия и кремния и в первую очередь установлению характера зависимости кинетики электродной реакции от полупроводниковых свойств электрода. [c.5]

Электрохимическими преобразователями, или хемотронами, называют приборы и отдельные элементы устройств, принцип действия которых основан на законах электрохимии. Электрохимические системы такого рода выполняют роль диодов, датчиков, интеграторов, запоминающих устройств и соответственно выполняют функции выпрямления, усиления и генерирования электрических сигналов, измерения неэлектрических величин и др. В хемотронах происходят процессы преобразования электрической энергии в химическую, а также механической энергии в электрическую и др. В отличие от электронных устройств (ламповых и полупроводниковых), в которых перенос электричества осуществляется электронами, в электрохимических преобразователях заряды переносятся ионами. Согласно закону Фарадея, количество вещества, претерпевщего изменение на электроде, пропорционально количеству прошедшего электричества. Поэтому измеряя тем или иным способом количественное изменение вещества, можно определить количество электричества, т. е. интегрировать электрические сигналы. Для этого электрохимическая реакция должна быть а) обратимой, т. е. реакция на аноде должна быть обратной реакции на катоде. Например, на аноде Си — 2е на катоде Си + + 2е Си б) ре- [c.417]

Строго говоря, использование электрохимических явлений для контроля и управления не ново. Широко применяют кондуктометрические, потенциометрические, полярографические и другие электрохимические методы контроля. Хорошо известны также рН-метры, электрохимические счетчики ампер-часов и т. п. Однако эти примеры не исчерпывают всех возможностей создания подобных приборов для обслуживания новых областей техники. В последнее время успехи в развитии теоретической электрохимии позволили создать многие интересные электрохимические преобразователи самого различного назначения датчики температуры, механических и акустических воздействий, интеграторы, управляемые сопротивления, оптические модуляторы, выпрямители и стабилизаторы микротоков, нелинейные емкости, генераторы колебаний тока и напряжения, индикаторы отказа электронных схем, умножители, дифференцирующие устройства, усилители постоянного тока и т. п. [c.496]

Электроника оказывает помощь электрохимии не только в создании новых экспериментальных методов. Некоторые давно известные и иногда даже позабытые электрохимические методы как бы родились в наши дни заново, найдя для себя новое электронное оформление. Например, давно известен метод весового электроанализа. Но он всегда применялся для определения только одного вида ионов, присутствующих в растворе. А как же быть, если надо определить несколько видов ионов, которые нри пропускании тока постоянной силы осаждаются на электроде одновременно Выход из этого затруднения помог найти специальный прибор — потенциостат. Он подключается к электрохимической ячейке и автоматически поддерживает постоянный потенциал электрода. Нредварительно определяют потенциал, при котором осаждаются только одни ионы (наиболее легко восстанавливающиеся), и замеряют их количество в растворе но привесу электрода. Затем выбирают другой потенциал, при котором разряжается следующий вид ионов, и снова проводят электролиз до их полного выделения. Эту операцию можно повторять столько раз, сколько видов ионов содержится в растворе. [c.65]

Не нужно, однако, думать, что все задачи, стоящие перед электрохимией, уже решены, и электрохимикам остается любоваться делом рук своих. Нет, до этого очень далеко. Многие электродные процессы протекают в производственной аппаратуре гораздо сложнее, чем в лабораторных приборах. Часто оказывается, что при переходе к производственным условиям электрохимический процесс приобретает новые стадии, подчиняющиеся особым закономерностям, не укладывается в те сравнительно простые схемы, которые были рассмотрены на страницах этой книги. Примером может служить электрохимическое восстановление формальдегида. В водном растворе это соединение находится в форме А, которую необходимо перенести в форму Б, так как только тогда формальдегид приобретает споообнасть присоединять электроны [c.86]

Некоторые простые схемы, дающие возможность измерять скорость электрохимического процесса как функцию потенциала электрода, начали использовать в электрохимии давно, например в полярографических измерениях. Однако для развития потенциостатических методов решающее значение приобрела разработка электронных потенциостатов. Первый прибор такого типа был создан Хиклингом в 1942 г. Для изучения растворения и пассивации металлов потенциостатические методы были впервые применены во второй половине сороковых — начале пятидесятых годов Бартлетом в США и особенно успешно Франком и Бонгоффером в Германии и Я. М. Колотыркиным с сотрудниками в Научно-исследовательском физико-химическом институте (НИФХИ) им. Л. Я. Карпова. В нашей стране работы по созданию конструкций электронных потенциостатов, проводившиеся в НИФХИ им. Л. Я. Карпова, Центральной лаборатории автоматики МЧМ СССР (сейчас ВНИИАЧермет) и в других организациях, позволили не только оснастить опытными и мелкосерийными образцами таких приборов определенный круг ведущих исследовательских организаций, но и начать широкий промышленный выпуск потенциостатов. Можно ожидать, что [c.5]

Направление научных исследований новые приборы и оборудование в аналитической химии низкотемпературная калориметрия молекулярная спектроскопия и электронный парамагнитный резонанс физическая химия алюмосиликатов и молекулярные сита изучение механизма органических и неорганических реакций с применением меченых атомов кристаллохимия смешац-ные окислы металлов, электрохимия металлорганические соединения химия высокомолекулярных соединений синтез биологически активных веществ синтетические и природные макроциклические пигменты биогенез природных соединений тиолы и серусодержащие гетероциклы терпены и стероиды алкалоиды грибковые метаболиты. [c.262]

В середине 50-х годов возникла новая область электрохимии — электрохимия нолунроводников. Ее быстрое развитие связано с подъемом полупроводниковой радиоэлектроники. В производстве германиевых и кремниевых приборов находят применение электрохилгаческие методы обработки поверхности. С другой сто])оны, использование полупроводников в качестве электродных материалов представляет интерес для теоретической электрохимии, так как позволяет исследовать связь между электронной структурой твердого тела и его электрохимическими свойствами. Пионером в деле развития п нашей стране электрохимии германия и кремния является Е. Л. Ефимов. [c.169]