Реакции, приводящие к выделению водорода

Скоростью, с которой атомы Наде рекомбинируют друг с другом или с Н , образуя На, обусловлена каталитическими свойствами поверхности электрода. Если электрод является хорошим катализатором (например, платина или железо), водородное перенапряжение невелико, тогда как для слабых катализаторов (ртуть, свинец) характерны высокие значения перенапряжения. При добавлении в электролит какого-либо каталитического яда, например сероводорода или соединений мышьяка или фосфора, уменьшается скорость образования молекулярного Н и возрастает адсорбция атомов водорода на поверхности электрода . Повышенная концентрация водорода на поверхности металла облегчает проникновение атомов водорода в металлическую решетку, что вызывает водородное охрупчивание (потерю пластичности) и может привести к внезапному растрескиванию (водородное растрескивание) некоторых напряженных высокопрочных сплавов на основе железа (см. разд. 7..4). Каталитические яды увеличивают абсорбцию водорода, выделяющегося на поверхности металла в результате поляризации внешним током или коррозионной реакции. Это осложняет эксплуатацию трубопроводов из низколегированных сталей в некоторых рассолах в буровых скважинах, содержащих сероводород. Небольшая общая коррозия приводит к выделению водорода, который внедряется в напряженную сталь и вызывает водородное растрескивание. В отсутствие сероводорода общая коррозия не сопровождается водородным растрескиванием. Высокопрочные стали из-за своей ограниченной пластичности более подвержены водородному ра- [c.58]

При обсуждении закономерностей многостадийных процессов предполагалось, что заполнение поверхности промежуточными продуктами реакции мало и его можно не учитывать. Анализ реакции катодного выделения водорода на различных металлах указывает на необходимость учета заполнения поверхности адсорбированным водородом. Это приводит к существенному усложнению кинетических соотношений. Рассмотрим уравнения для процесса удаления по механизму электрохимической десорбции [реакции (I) и (П)1. [c.345]

Адсорбция ряда органических веществ приводит к торможению электродного процесса, т. е. органическое вещество выступает в роли ингибитора. Ингибирование электродных процессов органическими веществами было количественно исследовано на стационарном и капельном ртутных электродах. Так, адсорбция органических кислот и катионов тетраалкиламмониев тормозит реакцию катодного выделения водорода на ртутном электроде (см. 50). Эффект ингибирования исчезает при потенциале десорбции органического вещества (см, рис. 137). [c.387]

Наибольшая степень превраш ения достигается в первом реакторе, наименьшая — в последнем. В результате основных реакций происходит выделение водорода, что приводит к увеличению объема циркуляционного газа. [c.286]

В частности, в том случае, когда деполяризующей катодной реакцией является выделение водорода, применение анодной защиты приводит к уменьшению объема выделяющегося водорода. [c.91]

Едкий натр и его растворы по-разному реагируют с многими материалами. Так, при взаимодействии с алюминием и сплавами легких металлов происходит очень бурная реакция с выделением водорода. В стальных сосудах растворы едкого натра можно хранить длительное время. Действие едкого натра на лакокрасочные покрытия в течение более 20 мин приводит к их набуханию и разрушению. [c.301]

Однако авторы приводят другую схему реакции с выделением водорода [c.317]

Влияние примесей на коррозию с кислородной деполяризацией. На стр. 86, 293 отмечалось, что в то время как примеси оказывают большое влияние на коррозию цинка в кислотах, где катодной реакцией является выделение водорода, их влияние незначительно в случае коррозии цинка, частично погруженного в раствор хлористой соли, т. е. в случае, когда катодный процесс заключается в восстановлении кислорода. Бианки обнаружил, что влияние примесей на скорость коррозии в таких случаях может зависеть от формы сосуда, в котором производится опыт. Он изучал поведение образцов цинка, предварительно обрабатывавшихся в кислоте, что приводит к концентрированию катодных примесей в цинке на поверхности, испытывая их при неполном погружении в нейтральном растворе хлористого натрия в узких и в широких сосудах (фиг. 159, е, ж и з). Как правило, коррозия в широком сосуде протекала быстрее, чем в узком. Образцы цинка, не обрабатывавшиеся в кислоте, корродировали медленнее, причем скорость коррозии не зависела от формы образца. Ясно, что катодные примеси действуют,. [c.765]

В первых стадиях крекинга нафталина асфальтены и карбоиды совершенно отсутствуют. По мере продолжения крекинга вновь образовавшиеся вышекипящие продукты претерпевают дальнейшие реакции конденсации с выделением водорода, которые приводят к образованию асфальтенов, выход которых с течением времени вначале увеличивается, достигает максимума, а затем снова начинает уменьшаться (за счет образования карбоидов). Спустя больший или меньший про- [c.201]

Освобождение от избытка энергии в реакции, например, атомов водорода рекомбинации осуществляется благодаря тройным соударениям с участием какой-нибудь молекулы М 2Н + М->-Н2- -М, где М — молекула с повышенной энергией или атомы поверхности, на которой происходит столкновение. Эта особенность реакций рекомбинации использовалась в технике для бескислородной сварки. Предложенный И. Лангмюром метод состоит в том, что на поверхность металла направляется узкий пучок атомов водорода, рекомбинация которых приводит к большому выделению тепла и локальному плавлению металла на месте шва, [c.433]

После испытания прибора на герметичность устанавливают уравнительный сосуд так, чтобы уровни воды в нем и в бюретке были одинаковы. Записывают показание бюретки. Затем встряхивают пробирку, и металл попадает в кислоту. Тотчас начинается выделение водорода, и вода вытесняется из бюретки в уравнительный сосуд. По окончании реакции следует подождать 10— 15 мин, чтобы газ в бюретке и пробирке принял температуру окружающего воздуха. Приводят воду в бюретке и уравнительном сосуде к одному уровню и, если в тече- [c.30]

В реакциях (I) и (1а) могут участвовать не только ионы Н3О+, но и другие доноры протонов, например молекулы органических кислот и т. п. Вещество В, которое образуется на стадии (И1), или остается в адсорбированном состоянии, или десорбируется в раствор. В стадии разряда (И) участвует частица ВН дс. Эта частица должна восстанавливаться с более высокой скоростью, чем ионы гидроксония, так как, во-первых, она является поверхностно-активной (go>0), а во-вторых, энергия адсорбции продукта реакции ВН д или В больше, чем энергия адсорбции атомов водорода на поверхности ртути. Оба эти фактора согласно теории замедленного разряда приводят к ускорению реакции. В некоторых случаях перенос электрона на частицу ВН дс происходит настолько быстро, что скорость каталитического выделения водорода лимитируется стадией (I). Уравнение полярографической волны в условиях медленной протонизации в буферных растворах имеет вид [c.379]

Учитывая различную природу этих реакций, естественно ожидать, что они по-разному будут реагировать на изменение состава и концентрации, состояние поверхности металла и других свойств системы. В частности, заранее можно предвидеть, что повышение или понижение концентрации Н+ будет преимущественно сказываться на кинетике реакций, относящихся к ионам водорода, в то врем я как изменение состояния поверхности металла может приводить к изменению скорости выделения водорода и скорости ионизации металла. Вместе с тем если состав раствора остается постоянным, то кинетика рассматриваемых реакций должна определяться природой металла. [c.413]

Перенапряжение для катодных реакций, сопровождающихся выделением металлов, обычно близко к нулю. Исключениями являются железо (Д к = 0,24 В), никель (Д к = 0,23 В). При выделении на катоде водорода перенапряжения могут достигать значительных величин. При этом перенапряжение зависит от материала электродов, состояния их поверхности, плотности тока и целого ряда других факторов, которые трудно учесть. Водородное перенапряжение позволяет электрохимически выделять на катоде более активные металлы (имеющие более отрицательный по сравнению с водородом стандартный электродный потенциал), такие, как Мп, 2п, Ре, N1, 5п, РЬ. Например, при электролизе кислых растворов солей цинка на цинковом катоде должен был бы выделяться водород, но величина водородного перенапряжения на цинке порядка 0,7 В, что близко к стандартному электродному потенциалу цинка (—0,76 В), для которого перенапряжение практически равно нулю. Это приводит к совместному выделению на катоде водорода и цинка. Поскольку анодные процессы в электролизерах с инертным анодом сопровождаются обычно выделением газообразных продуктов, то для этих процессов также характерны явления перенапряжения, достигающие иногда значительной величины. [c.298]

В растворах щелочей, применяемых для электролитического разложения воды, не должны содержаться примеси, вступающие в электродные реакции и приводящие к коррозии отдельных элементов электролизера. Дистиллированная или обессоленная (деминерализованная) вода, используемая для приготовления раствора электролита, должна содержать не более ЫО-з кг/мз железа, 2-10 кг/м хлоридов и 3-10 кг/м сухого остатка. Несмотря на такие жесткие требования, в процессе электролиза все же имеет место накопление примесей, оказывающих вредное влияние. Ионы хлора вызывают разрушение анодных материалов. Накопление большого количества карбонат-ионов , образующихся при растворении в электролите диоксида углерода из атмосферного воздуха, приводит к увеличению электрического сопротивления электролита и, следовательно, повышает напряжение на электролизере. На катоде электролизера могут восстанавливаться ионы железа, образуя так называемую железную губку . Катодный осадок может достичь диафрагмы, отделяющей катодное пространство электролизера от анодного, и за счет восстановления присутствующего в ней гидроксида железа привести к металлизации диафрагмы. В результате в анодном пространстве электролизера возможно выделение водорода и образование взрывоопасной смеси газов. [c.21]

Реакции (3.52) и (3.53) приводят, также как и реакция выделения водорода, к подщелачиванию прикатодного слоя электролита. [c.85]

Ионная имплантация свинца, который в нормальных условиях совершенно нерастворим в железе, не вносит существенных качественных изменений в характер поляризационных кривых для образцов как с низкой (5 Ю " ион/см ), так и с высокой (2 10 ион/см ) дозой имплантированного свинца по сравнению с чистым железом, однако приводит к количественным различиям между ними. Это различие связано с заметным торможением реакции выделения водорода на железе (Ь 10 и [c.75]

С учетом приведенных выше данных о влиянии ингибиторов на кинетические характеристики реакции катодного выделения водорода можно полагать, что ингибиторы блокировочного типа не меняют механизма реакции, а только уменьшают долю поверхности электрода, на которой протекает реакция. БД, как представитель таких ингибиторов, вероятнее всего адсорбируется на железе с участием я-электро-нов. Наоборот, катионоактивные ингибиторы, вызывая появление г рпо-тенциала положительного знака, создают дополнительный энергетический барьер при подходе Н+-ионов к поверхности электрода, что приводит к замедлению стадии разряда, которая становится лимитирующей. Ингибиторы, в ходе адсорбции которых образуются поверхностно-активные анионы, вызывают появление г1)гП0тенциала отрицательного знака, ускоряя по этой причине стадию разряда и повышая, тем самым, вероятность усиления контроля катодного выделения водорода на стадии рекомбинации. Общее торможение процесса можно отнести за счет блокировки, а возможно и некоторых других эффектов, усиливающих ингибирующее действие добавки, адсорбция которой носит характер специфического или хемосорбционного взаимодействия. [c.41]

Потенциодинамические поляризационные кривые, полученные Бощамом [1] (рис. 1.26). показывают, как влияет увеличение содержания никеля на анодное поведение железоникелевых сплавов в 1 н. растворе HjSO. В активной области значение предельного тока понижается, а потенциал смещается к более положительным значениям ток в пассивной области возрастает и появляются слабые признаки вторичной пассивности. Повышение потенциала в анодной области при увеличении содержания никеля в сплаве имеет важное значение в кислотных средах, где основной катодной реакцией является выделение водорода. В этих условиях повышение содержания никеля приводит к значительному уменьшению скорости коррозии. В нейтральных средах более важную роль играет защита металла слоем нерастворимых продуктов коррозии. [c.49]

Охрупчивание может быть вызвано любым типом коррозионного процесса, в котором катодная реакция включает выделение водорода. Атмосферная коррозия может вызвать абсорбцию водорода в том случае, если она протекает в промышленной атмосфере, в которой содержатся значительные количества сернистого ангидрида и кислой сернистокислой соли (бисульфита). Экспозиция высокопрочной стали в атмосфере влажного бисульфита, как известно, приводит к водородному охрупчиванию, которое может усиливаться за счет нарушения сплошности таких анодных покрытш , как цинковое, кадмиевое или алюминиевое. Абсорбция водорода, обусловленная коррозией в растворах кислот, широко исследована. Показано, что в этих условиях растрескивание связано с водородным охрупчиванием. Недавно Браун [9] сообщил, что коррозионное растрескивание образцов высокопрочной стали с предварительно нанесенной трещиной при экспозиции в растворах хлоридов с pH, близким к нейтральным, также может быть вызвано водородным охрупчиванием, поскольку в процессе коррозии pH раствора внутри трещины становится низким (сдвигается в кислую сторону), в результате чего происходит разряд водорода. [c.264]

Построение диаграммы плавкости гидроокись калия—борогидрид калия [97] с эвтектикой нри 5,3% КВН4 и 347° С позволяло предполагать, что по аналогичной методике можно изучить систему . гидроокись натрия—борогидрид натрия. Однако уже первые опыты показали, что даже слабое нагревание смесей NaOH—NaBH4 приводит к бурной реакции, сопровождающейся выделением водорода. [c.204]

Дициан реагирует с диенами с сопрян епной системой двойных свя- зей, присоединяясь в положение 1,4 одной из С1 -групп это можно рассматривать как особый случай реакции Дильса-Альдера. Так, например, ициан и бутадиен дают 2-цианопиридпн реакция эта сопровождается дегидрогенизацией. Таким образом, выделение водорода при проведении реакции в температурных пределах 320—450° приводит к предположению, что нормальный продукт реакции Дильса-хАльдера является нестойким 114] [c.379]

Использование катализаторов [136], способных ускорять ионные реакции, приводит к новым превращениям углеводородов, например к образованию углеводородов С4 и С5 из гексана без выделения осколков С] и С2. Механизм этих реакций пока не установлен, но при его устаиовлении ценный изобутан можно будет получать из сырья меньщей молекулярной массы. Как правило, при гидрокрекинге циклического сырья образуются циклические продукты, а из парафинового сырья — парафинистые продукты. Таким образом, характеристика продуктов гидрокрекинга в значительной мере зависит от вида сырья. Обычно неконденсированные полициклические ароматические соединения дают гораздо более низкие выходы угле водородов ряда бензола, чем конденсированные соединения. [c.212]

При коррозионных процессах, протекающих в этих закрытых стальных системах, весь растворенный кислород потребляется в начальный период времени,и после этого коррозия становится незначительной на весь дальнейший срок службы металлического оборудования. Продолжающееся некоторое взаимодействие стали с водой приводит к образованию водорода. Следовые количества газообразных углеводородов, которые образуются при реакции содержащихся в стали карбидов с водой, придают ему характерный запах. Установлено, что выделение водорода можно свести к минимуму, добавляя в воду NaOH (или NajPOJ до достижения pH = 8,5 [9]. [c.278]

В области больших заполнений 0 0,9 появляется ряд новых характерных особенностей. Дальнейший рост заполнения поверхности реагирующим веществом или катализатором при каталитическом выделении водорода может приводить к резкому спаду скорости реакции (рис. 206). Этот эффект получил название эффекта больших заполнений. Для объявнения эффекта больших заполнений предполагаетея, [c.383]

Электрохимические реакции, встречающиеся в производстве, оказываются, как правило, многостадийными. Поэтому дальнейшая разработка теории многостадийных процессов является одной из важнейших задач электрохимической кинетики. Наряду с этим необходимо указать на проблему интерпретации рх-эффектов в условиях, когда специфическая адсорбция ионов раствора приводит к ускорению электродных процессов (например, выделение водорода в присутствии специфически адсорбирующихся анионов, электровосстановле-иие анионов в присутствии специфически адсорбирующихся катионов и др.). Так как при этом существенную роль играют локальные значения гр1-потенциалов из-за электростатического взаимодействия между реагирующими ионами и ионами двойного слоя, то решение этой проблемы непосредственно связано с развитием теории двойного слоя при специфической адсорбции ионов. [c.390]

К повышению температуры в ваннах с ртутным катодом, несмотря на то, что оно приводит к снижению расхода электроэнергии, нужно подходить с большой осторожностью, так как с повышением температуры снижается перенапряжение выделения водорода и увеличивается скорость саморазложения амальгамы. Повышение температуры должно сопровождаться увеличением ка-тодрюй плотности тока с таким расчетом, чтобы доля указанных реакций составляла небольшую часть основного процесса. [c.402]

Аналогичная реакция гидроксилирования Л -гетероциклов проходит при сплавлении с большим избытком безводной щелочи при высокой температуре. Реакция идет с выделением водорода и гидроксил становится в а-положение к пиридиновому атому азота. Несмотря на жесткие температурные условия продукты образуются с выходом более 90 %. Так, плавление изохинолина со тщательно обезвоженной смесью едкого кали и едкого натра при 240 °С приводит к 1-изохинолону, получающемуся с выходом 98 %. Реакция идет по следующей схеме [c.215]

Следует отметить, что плотность тока выделения водорода в существенной степени зависит от условий электролиза, главным образом от наличия загрязнений на поверхности ртутного катода. Содержащиеся в растворе примеси, например ионы железа и других металлов, разряжаются на катоде, что приводит к увеличению вязкости ртутного катода, снижению линейной скорости его протекания и, в некоторых случаях, появлению на поверхности ртутного катода островков выделившихся металлов, на которых перенапряжение водорода существенно ниже, чем на ртути. Все это способствует ускорению выделения водорода, подщелачиванию раствора электролита, повышению концентрации в растворе хлороксидных соединений и снижению выхода по току щелочного металла как за счет ускорения выделения водорода на катоде, так и за счет увеличения плотности восстановления растворенного хлора и хлороксидных соединений. Поэтому основными условиями достижения высоких выходов по току щелочного металла являются хорошее перемешивание ртутного катода, что достигается при высокой линейной скорости его движения, и высокая чистота поступающего на электролиз раствора хлорида металла, а также достаточно высокая плотность тока электролиза, существенно превышающая скорость побочных реакций. [c.87]