Основные типы электродных процессов

В 1975 г. Е. Фитцер [17] делает попытку охарактеризовать ресурсы и области использования тяжелых нефтяных остатков. Автор пытается оценить и количественные соотношения потребления нефтяных остатков в различных отраслях экономики и техники, в сопоставлении с общими их ресурсами. Основные аспекты работы — производство различных типов технологического углерода на основе высокотемпературной переработки нефтяных остатков, области применения и масштабы потребления технического углерода. Для оценки перспектив развития производства и областей технического применения сажи, кокса, графита, адсорбентов, автор считает необходимым предварительно получить надежную информацию но следующим позициям спецификация на сырье (нефтяные остатки) для производства различных видов технического углерода возможности модификации этого сырья с целью приведения их свойств в соответствие с требованиями спецификаций и стоимости спрос рынка и потребности в специальных видах технического углерода, вырабатываемого из нефтяных остатков экономические показатели — сопоставление стоимости получаемых изделий технического углерода с другими процессами переработки нефтяных остатков и капиталовложения в эти процессы. Не пытаясь дать общую картину развития производства технического углерода на базе переработки нефтяных остатков, автор утверждает, что главное направление использования нефтяных остатков должно быть тесно связано с развитием таких ведущих отраслей промышленности, как, например, алюминиевая, производство стали. Свое утверждение он обосновывает данными о перспективном потреблении кокса в этих отраслях в Западной Европе. Автор справедливо делает вывод, что на производство электродного кокса и пека идет лишь часть нефтяных остатков (не менее 25% от перерабатываемой нефти). Главными же направлениями использования этого нефтепродукта остается топливно-энергетическое потребление прямое потребление мазута как топлива, а также предварительная переработка но процессам гидрокрекинга, газо-фикации и использование в качестве исходного материала в про- [c.255]

Основные типы электродных процессов 261 [c.261]

Таким образом, в соответствии с указаниями данного раздела технологический расчет электроаппаратов для водоочистки сводится к определению основных геометрических размеров рабочих камер и всей установки в целом, а также к определению всех эксплуатационных характеристик процесса общего напряжения и силы тока на отдельных электродных блоках с целью подбора типа выпрямительных устройств расхода потребляемой электроэнергии продолжительности эксплуатации растворимых электродных материалов до полной их замены объема образующихся осадков и флотошлама необходимой степени вентиляции производственного помещения количества выделяемого при электролизе тепла для оценки теплового баланса процесса очистки воды. [c.261]

На основании вышесказанного можно выделить следующие три основных типа электродных процессов [c.264]

Основные принципы конструирования электролизеров с твердым и ртутным катодами, разработанные ранее, широко применяются и сейчас в промышленной практике, но в уровне техники процесса электролиза водных растворов поваренной соли и в аппаратурном оформлеции этого процесса в последнее время произошли большие изменения. Они заключаются в интенсификации процесса электро-лизк за счет повышения электродной плотности тока, укрупнении размеров электролизеров и другого оборудования, в повышении компактности, надежности и устойчивости их в работе за счет использования новых типов конструкций аппаратов, новых электродных и коррозионно-стойких конструкционных материалов, разработки методов оптимизации условий проведения процесса. [c.20]

Химические и концентрационные элементы. Химический источник тока, или гальванический элемент, состоит в основном из двух электродов, которые сочетаются таким образом, что при соединении их посредством какого-нибудь проводника, например металлической проволоки, в получившейся цепи возникает электрический ток. Каждый электрод состоит из соприкасающихся друг с другом электронного и ионного проводников (ср. стр. 17). На границе раздела между этими двумя фазами имеется разность потенциалов, называемая электродным потенциалом ъля электродным скачком потенциала. Если в элементе нет никаких других разностей потенциалов, то его э. д. с. принимается равной алгебраической сумме обои электродных потенциалов. Когда элемент работает, на каждом электроде происходит электрохимическая реакция энергия этих реакций является источником электрической энергии цепи. Во многих элементах происходит суммарное химическое превращение, которое можно определить, если учесть все процессы, идущие в этих цепях такие элементы называют химическими элементами в отличие от элементов, в которых суммарная химическая реакция не происходит. В элементах последнего типа реакция, идущая на одном из электродов, прямо противоположна реакции, которая идет на другом. Темпе менее из-за [c.256]

Одной из основных задач теоретической химии и, в частности, физической органической химии является установление механизма реакций и оценка реакционной способности в ряду сходно построенных соединений. Среди различных типов химических реакций особое место занимают электрохимические процессы. Они, как известно, протекают в пределах тонкого слоя на границе раздела электрод—раствор и в общем случае включают в себя ряд стадий стадию доставки электрохимически активной формы в зону реакции (диффузия, предшествующие химические реакции), взаимодействие с поверхностью электрода (адсорбция, ориентация реакционного центра по отношению к поверхности электрода и т. п.), стадию переноса заряда, последующие химические и электрохимические превращения первичных продуктов электродной реакции и т. д. Строгий анализ столь сложного процесса встречает большие затруднения и пока вряд ли возможен. Однако при благоприятных условиях удается существенно упростить процесс и получить информацию об отдельных его стадиях. Значительный прогресс достигнут в понимании роли предшествующих реакций протонизации, в представлениях о механизме и кинетике каталитических реакций, адсорбции, о влиянии строения двойного электрического слоя на кинетику электродных процессов. Однако имеется сравнительно мало данных о процессах с последующими химическими стадиями. Между тем влияние этих реакций на кинетику процесса в целом и природу образующихся стабильных продуктов трудно переоценить. Более того, невозможно глубокое понимание механизма электродного процесса без учета химизма и кинетики последующих реакций. [c.138]

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ЧАСТИЦ В ЭЛЕКТРОДНЫХ ПРОЦЕССАХ [c.99]

Если из нескольких возможных электродных процессов желателен только один, то необходимо, чтобы его выход по току был как можно выше. Имеются системы, в которых весь ток расходуется -только на одну электрохимическую реакцию. Такие электрохимические системы используются для измерения количества прошедшего электричества и называются кулонометрами или кулометрами. Известны три основных типа кулонометров весовые, объемные и титрационные. В весовых кулонометрах (к ним относятся серебряные и медные) количество прошедшего электричества рассчитывается по привесу катода. В объемных кулонометрах расчет производится на основании измерения объема получившихся веществ (газа —в случае водородного кулонометра, жидкой ртути — в случае ртутного кулонометра). В титрационных кулонометрах количество электричества определяется из данных титрования веществ, появившихся в растворе в результате электродной реакции. В этом случае чаще всего используют анодное растворение серебра (кулонометр В. А. Кистяковского) или электролитическое -окисление ионов иода. [c.282]

Опыт показывает, что скорость электродных процессов с участием органических соединений можно изменить на катализаторе одной и той же химической природы за счет изменения структуры электрода-катализатора. Влияние структурных факторов наиболее ярко проявляется при сравнении кинетических параметров процесса на различных гранях монокристалла. Значительные различия в форме волн и величин токов (до одного порядка) электроокисления НСООН и СН3ОН в ходе линейных разверток потенциала установлены для граней (100), (110) и (111) монокристалла платины. Изменение активности связывают с разной адсорбцией на разных гранях частиц типа НСО, ингибирующих реакцию электроокисления по основному маршруту. [c.295]

В предыдущих главах мы представляли зависимости, выведенные для отдельных электрохимических методов, в виде одного общего уравнения, которое позволяло определить основные черты, отличающие тот или другой тип электродного процесса. В этой главе такую общую зависимость привести невозможно. [c.373]

Наиболее распространены электро- окислительные процессы, медленной стадией которых является окисление хемосорбированных частиц. Для таких электродных реакций центральным является вопрос о роли продуктов прочной хемосорбции в общем процессе. Здесь можяо выделить два основных типа механизма электроокисления. [c.271]

Следует подчеркнуть, что хотя в этом разделе представлены данные и соображения в основном для ртутных электродов, но основная теория для стационарных ртутных и твердых электродов, в общем, практически одинакова (различия могут быть обусловлены геометрическими факторами). Следует, однако, понимать такой важный практический аспект гетерогенная стадия электродного процесса может быть значительно изменена путем модифицирования поверхности электрода. Так, например, значения на ртутных электродах иногда могут быть гораздо больше, чем на твердых электродах, поэтому приводимые для КРЭ примеры обратимого электродного процесса имеют отношение только к ртутным поверхностям. Обратимые электродные процессы, в общем, наиболее удобны в полярографии, так что изменение обратимости при замене электродного материала может оказаться существенным обстоятельством. Точно так же поверхностные явления типа адсорбции часто чрезвычайно сильно зависят от природы материала электрода. Сильная адсорбция, наблюдающаяся на ртутном электроде, которая может осложнить ситуацию, может отсутствовать, скажем, на платине или наоборот. [c.357]

Обратимый переменнотоковый электродный процесс на основной частоте типа к+пе Ъ характеризуется и некоторыми другими особенностями. Потенциал пика и форма волны не должны зависеть от концентрации и периода капания. Отсутствие зависимости Ер и формы волны от этих переменных само по себе не является однозначным признаком обратимости, но, как будет показано, форма волн некоторых квазиобратимых процессов и процессов, сопровождающихся явлениями адсорбции и химическими реакциями, часто существенно зависит от периода капания. Поэтому исследование влияния периода капания на форму и положение волны иногда может быть весьма полезным для подтверждения характера электродного процесса. [c.437]

Так как скорость и типы реакций, протекающих на электродах, зависят в основном от природы частиц, находящихся на поверхности, знание заряда и по этой причине имеет определяющее значение для понимания кинетики электродных процессов. Это легко понять при рассмотрении выражения для скорости реакции электровосстановления [c.195]

В. В. Сенкевичем предложена схема для полярографирования на вторых гармониках. Такого типа работы встречаются в зарубежной литературе, но в СССР это первая работа. При помощи специального фильтра и избирательного усилителя из сигнала, идущего от ячейки, выделяется сигнал с удвоенной частотой — вторая гармоника. В дальнейшем он используется как и в переменнотоковой полярографии. Сигнал имеет вид второй производной, как и в высокочастотной полярографии. Применение этого метода примерно на порядок снижает уровень емкостного тока, так как основная частота через фильтр и усилитель не поступает. Как показала проверка на классической смеси ионов кадмия и индия, разрешающая способность повышается в 4 раза и, по сравнению с переменнотоковой полярографией, возрастает и чувствительность. Так же как и высокочастотная полярография, этот метод может быть использован для определения кинетических параметров чисел переноса и числа участвующих в электродном процессе электронов. Последнее сводится к сопоставлению сигналов на первой и второй гармониках. [c.13]

Наиболее важная специфика электродных процессов связана, как известно, с передачей электронов между электродной поверхностью и реагирующими частицами. Поэтому логично, что первая глава книги, написанная Сэчером и Лейдлером, посвящена теории элементарных реакций, протекающих с электронным переносом в более простых гомогенных условиях. Авторы сосредоточили основное внимание на рассмотрении теоретических аспектов окислительно-восстановительных реакций в водных растворах, протекающих между частицами одного и того же типа, такими, например, как ионы Ре + и Ре +. При этом детально проанализированы адиабатический и неадиабатический механизмы переноса электрона в таких системах, а также поведение сольватной оболочки и ее реорганизация в процессе электронного переноса. Сделаны выводы о значении предложенных трактовок для понимания механизма и общих закономерностей более сложных окислительно-восстановительных реакций, в том числе и реакций, протекающих на границе раздела металл — раствор. [c.6]

Естественной основой классификации реакций являются различные возможности распределения электронов в процессе химического превращения. Различают в первую очередь два основных типа реакций реакции, протекающие путем переноса электронов, и реакции, протекающие путем разрыва и образования ковалентных связей. К первой категории относятся реакции между атомами и радикалами, приводящие к образованию электровалентных связей (нанример, реакции между атомами N3 и С1), электродные реакции при электролизе и те окислительно-восстановительные реакции, которые состоят исключительно из передачи и получения злектронов. Реакции, относящиеся к этому классу, обладают, как правило, очень малыми или нулевыми энергиями активации, и поэтому их скорости чрезвычайно велики или же они протекают практически мгновенно. [c.184]

Поэтому в химии протона рассматриваются в основном следующие вопросы а) существование протона в сольватированной форме б) перенос протона от одного типа ионов или молекул к другому в кислотно-основных реакциях в) перенос протона при электро-лроводности в слабом поле и г) гетерогенный перенос в электродных процессах, включающих выделение молекул, образование Н-спла-вов (например, систем а- и Р-Рс1Н), и в других гетерогенных электрохимических реакциях с присоединением или отрывом протона, например в стадиях выделения кислорода на электродах и при электрохимическом восстановлении органических соединений. Очевидно, что кинетика указанных процессов, в которых возможен туннельный переход протонов, будет в значительной степени определяться термодинамикой и молекулярным механизмом сольватации. Характерной особенностью процессов переноса протона является также и то, что в них формально участвует только протон ядра, в то время как почти во всех химических реакциях с участием других атомов в образовании переходного комплекса принимает участие ядро вместе с окружающими его электронами. Вследствие [c.55]

Рассматривая фотоэлектрохимические процессы, обусловленные возбуждением раствора электролита, обычно приписывают возбужденным ионам и молекулам свойства индивидуальных реагентов-например, обратимый потенциал, отличный от потенциала той же окислительновосстановительной системы, находящейся в основном (невозбужденном) состоянии,-и применяют к ним законы электрохимической кинетики, развитые для обычных (темповых) электродных реакций [10]. Следует иметь в виду, что время жизни возбужденных ионов и молекул в растворе относительно невелико, так что в электродных процессах рассмотренного типа принимает участие лишь вещество, содержащееся в тонком приэлектродном слое раствора, а скорее всего, находящееся в адсорбированном состоянии на поверхности фотоэлектрода. Фотоэлектрохимические процессы этого типа будут кратко рассмотрены в разд. 3.5.3 в связи с проблемой сенсибилизации полупроводниковых электродов. [c.12]

Наиболее полную характеристику эффективности работы катода можно дать на основании анализа снятых с него поляризационных кривых. В современной электрохимии исследование поляризационных кривых является основным методом изучения кинетики электродных процессов. Экспериментальная методика снятия поляризационных кривых детально разработана как для случая процессов с выделением водорода [27, 25], так и для процессов, протекающих с кислородной деполяризацией [58]. Но все эти данные были получены в опытах с электродами, изготовленными из относительно чистых или технических металлов. Поэтому практически найденные количественные оценки не могут быть использованы для суждения о коррозионных процессах, протекающих на сплавах типов, применяемых в промышленности, чаще [c.28]

Деструктивные процессы при электрохимической обработке происходят в основном под воздействием активного хлора и относятся к типу гетерогенно-гомогенных реакций, лимитируемых химическими превращениями в объеме раствора. Окисление красителей непосредственно на аноде малоэффективный процесс, протекающий крайне медленно с первичным актом отщепления наиболее подвижного протона от молекулы красителя. Адсорбционные явления не оказывают существенного воздействия на электродные реакции. [c.182]

Величина pH раствора влияет на скорость электровосстановления различно. Например, скорость электровосстановления кислорода не зависит от pH раствора, если применяют ртутные, серебряные или золотые электроды. Но на платиновых или палладиевых электродах она возрастает с уменьшением pH раствора. В случае электровосстановления органических веществ влияние pH связано с присутствием в молекуле реагирующего вещества кислых или основных группировок. На процессы электрохимического восстановления кислорода и ряда неорганических и органических веществ существенно влияет не только природа электрода, но и знак его заряда, а также степень развития электродной поверхности. Особенно отчетливо это проявляется в случае сложных электровосстановительных реакций. Найдено также, что кинетика восстановления зависит от присутствия в растворе посторонних веществ ионного и молекулярного типа, а также от природы растворителя. [c.354]

В этой главе рассмотрены электродные процессы с участием адсорбированных исходных веществ и (или) продуктов реакции, причем учитывается зависимость адсорбции этих веществ от потенциала (см. гл. V). Реагирующие частицы представляют собой либо специфически адсорбирующиеся ионы типа Т1(1), либо органические вещества. Теоретический анализ все еще находится в зачаточном состоянии, хотя он и не требует введения каких-либо новых представлений, кроме рассмотренных в предыдущей главе. Как ябствует из обзоров Фрумкина [1] и Майра-новского ]2, 3], уже сформулированы некоторые основные принципы анализа электродных процессов с участием органических веществ. Простейший случай разряда специфически адсорбированных ионов вряд ли исследовался фундаментально, хотя он относительно подробно рассмотрен в работах, посвященных в первую очередь методике эксперимента (фарадеевский импеданс, фарадеевское выпрямление и т. д.). [c.318]

Могут ли электродные реакции в полярографии быть подведены под те механизмы, которые введены английской школой для описания гомогенных реакций в органической, химии [51] Пока электродный процесс в целом не разделен на элементарные стадии, подобное описание носит формальный характер. Из трех основных механизмов реакций замещения нуклеофильного (5//), гемолитического 8л) и электрофильного ( е) к восстановительному разрыву связи С—X приложимы лишь два первых. Гомолитический (5 ) и гетеролитический (5дг1) механизмы различаются тем, что в первом случае связь рвется в процессе электродной реакции, а во втором — до вступления в нее. Гомолитический механизм всегда одно-электронен, в реакции типа могут участвовать либо один, либо два электрона, а в реакции типа 5л 2 — только два электрона [c.98]

Серьезного внимания заслуживает процесс контактного коксования в плотном слое движущегося гранулированного теплоносителя. Процесс контактного коксования начал разрабатываться в СССР в 1946 г. институтом ГрозНИИ [16]. На основании полученных данных была спроектирована и построена крупная опытнопромышленная установка. Однако при освоении процесса возникли значительные трудности, связанные в основном с большой высотой установки. ВНИИНефтехимом проводились опытные ра-боты по контактному коксовзнию слзнцввых мOv и нефтяных остатков в реакторе с гидравлическим разграничением зон [17]. Было показано, что промышленные реакторы такого типа могут быть спроектированы на большую производительность при небольшой высоте. Имеются данные по работе полузаводской установки контактного коксования в США [18]. Высокую гибкость процесса может иллюстрировать применение его в ФРГ для производства олефинов из нефтяных остатков и буроугольных смол [19]. Гранулированный кокс может быть применен для производства электродной продукции [20], но для этого потребуется изменение существующей технологии прокалки кокса. Сейчас этот вопрос не ставится, поскольку отсутствует промышленное производство гранулированного кокса. [c.82]

Наряду с методами электрохимии все большее значение в исследовании промежуточных частиц приобретают другие, не электрохимические методы. В 1975 г., открывая V Всесоюзное совещание по электрохимии, академик А. Н. Фрумкин указал на необходимость использования для изучения кинетики и механизма электродных реакций неэлектрохимических, в частности оптических, методов. Для обнаружения и идентификации промежуточных частиц в электрохимических процессах, реакционная способность которых меняется в широких пределах, кроме таких методов, как циклическая вольтамперометрии, метод вращающегося дискового электрода с кольцом, коммутаторная полярография и т. п., используют пеэлектрохимические методы, получившие развитие сравнительно недавно. Они основаны на сочетании различных физических методов с электрохимией. Помимо таких традиционных методов, как ЭПР-спектроскопия, позволяющих идентифицировать в основном частицы радикальной природы, определенный интерес представляет сочетание ЯМР-снектроско-пии и масс-спектрометрии с электрохимическими методами. Особого внимания заслуживают спектроэлектрохимические методы, базирующиеся на современных достижениях спектроскопии высокого разрешения и применяющие различные типы оптически прозрачных и непрозрачных электродов. [c.4]

Увеличение спроса на малосернистый электродный кокс в алюминиевой промышлешюсти и сокращение ресурсов малосернистых нефтей приводят к необходимости использовать в качестве сырья замедленного коксования сернистые остатки нефтей типа западносибирской. Кокс, полученный из такого сырья, содерлшт повышенное количество металлов и серы и не удовлетворяет требованиям ГОСТ 22898-78 СССР (серы не более 1,5% мае , ванадия не более 150 г/т). Подготовка сырья коксования, в-основном в процессе гидрообессеривания, позволит получать высококачественный электродный кокс (95]. [c.63]

Количественная оценка ограничений, связанных с проявлением таких процессов, как окисление благородных металлов, выделение кислорода и водорода (за границами термодинами- ческой устойчивости водных растворов), может быть проведена по уравнениям типа (1.31). По крайней мере, интерпретация результатов измерений однозначна названные здесь процессы являются побочными, приводящими к нарушению равновесия на границе электрод — раствор, и использование уравнения Нернста возможно лищь Тогда, когда вклад побочных процессов по сравнению с основной электродной реакцией сведен к минимуму. [c.45]

Процесс растворения соли в расплаве-растворителе можно рассматривать как процесс комплексообразования. Например, в расплаве Na2W04 + NaaWOr преобладают ионы Na" , V04 и ШгО -В суммарной электродной реакции принимает участие в основном один тип частиц, причем не всегда этот тип частиц является преобладающим. При осаждении вольфрама суммарная реакция выражается уравнением [c.340]

С практической стороны было установлено,что ионообменная мембрана является основным элементе длл обеспечения высокой эффективности процесса она оказывает не только единственное и простое действие по разделению двух отделений, но до ожна быть достаточно "гибкой" для электрического и химического соответствия как с солевым раствором анодного отделения, так и со щелочным католитом. Отсвда следует, что электролизеры,имеющие подобную конструкцию и О(цинаковые электродные материалы,могут иметь совершенно различные эксплуатационные характеристики в зависимости от типа используемой мембраны. [c.32]

Процессы измельчения в электродной и электроугольной промын1ленности имеют большое значение. Они являются основными подготовительными операциями. В промышленности применяют все виды измельчения, начиная от самого крупного п кончая тонким нзмельчением, когда размер частиц достигает 20—30 мкм. Отсюда разнообразие типов измельчителей, применяемых в промышленности. [c.219]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология