Изменение концентрации ионов водорода при электролизе

Следует отметить, что в результате электродного процесса, протекающего с потреблением или выделением ионов водорода, наблюдается изменение pH раствора вблизи электродной поверхности. Если емкость буферного раствора недостаточна, в приэлектродном слое во время электролиза может наблюдаться заметное изменение pH. Изменения pH влияют на потенциал восстановления и могут привести к образованию растянутых и плохо выраженных волн. Более того, если электродный процесс подвержен изменениям при изменении pH, можно ожидать нарушения линейной зависимости между диффузионным током и концентрацией. Поэтому в органической полярографии для получения воспроизводимых значений потенциалов полуволн и диффузионных токов необходимо использовать забуференные растворы. [c.76]

В процессе электролиза происходят изменения концентрации злектролита, которые обусловлены участием ионов в переносе тока, химическими процессами, протекающими на злектродах и в объеме злектролита, испарением влаги и уносом ее с газообразными продуктами электролиза — хлором и водородом. [c.108]

Опыт 141. Изменение концентрации ионов водорода при электролизе [c.85]

Электролиз ведут в течение одного часа. Затем, выключив ток, открывают кран в электролитическом ключе. Вынимая ключ н катод, дают возможность стечь с них раствору. Катодный стакан снова взвешивается с кислотой с точностью до 0,01 г. Определяют вес катодной жидкости. Для 0,01 н. НаЗО он численно равен ее объему. Для определения концентрации кислоты после опыта снова проводят титрование, Зная титр и объем щелочи, пошедший на титрование кислоты до опыта и после него, а также общее количество кислоты, можно рассчитать изменение количества ионов водорода в катодном пространстве. Кулонометр дает общее количество электричества Q, протекшее в цепи за время электролиза. Уравнение (2,1 ) для этого опыта можно переписать так [c.38]

Следует отметить, что процесс электролиза хрома в сульфатных растворах крайне чувствителен даже к незначительным изменениям условий электролиза, поэтому в практике бывает трудно добиться стабильного хода электролиза. По всей вероятности, примеси, осаждаясь на катоде, смещают в электроположительную сторону перенапряжение выделения водорода, вследствие чего подавляется скорость реакции Сг +- Сг2+ и увеличивается концентрация ионов ОН , благоприятствующая образованию основных солей. [c.538]

В процессе электролиза концентрация ионов в растворе уменьшается, что влечет за собой изменение электродного потенциала. Для полного извлечения из раствора определяемого вещества, когда концентрация последнего понижается, необходимо приложить к электродам несколько большее внешнее напряжение. Увеличение напряжения может повлечь за собой разряд ионов с более отрицательным потенциалом, в частности в водных растворах ионы водорода могут начать разряжаться раньше, чем выделится металл. Уравнение (2) дает возможность вычислить концентрацию оставшихся в растворе ионов металла, когда начнет выделяться водород, и решить вопрос, можно ли выделить количественно анализируемый металл. [c.116]

В значительном числе случаев катионы, имеющие сравнительно небольшие размеры, отличаются большой подвижностью. В водных растворах особенно велика подвижность ионов водорода (НзО ). В расплавленных силикатах, а также фосфатах числа переноса катионов близки к единице. Экспериментальные определения чисел переноса основываются на том, что при электролизе вследствие разной подвижности катионов и анионов происходят неодинаковые изменения концентрации электролита вблизи катода и анода. Если, например, катионы двигаются быстрее, чем анионы, то в анодном пространстве (анолите) вследствие этого будет наблюдаться большая убыль концентрации, чем в катодном пространстве (католите), разумеется, при отсут- [c.149]

В процессе электролиза концентрация ионов в растворе уменьшается, что влечет за собой изменение электродного потенциала. Для полного извлечения из раствора определяемого вещества, когда концентрация последнего понижается, необходимо приложить к электродам несколько большее внешнее напряжение. Увеличение напряжения может повлечь за собой разряд ионов с более отрицательным потенциалом, в частности в водных растворах ионы водорода могут начать разряжаться раньше, чем выделится металл. Уравнение (2) дает возмож- [c.132]

При титровании концентрация одного или обоих веществ изменяется, что вызывает изменение силы тока. Предположим, что титруют ионы двухвалентного железа перманганатом и что к электродам приложено напряжение, равное 0,05 в. Этого напряжения недостаточно для электролиза раствора. В самом деле, для электролитического разложения воды необходимо напряжение не менее 1,7 в, а для окисления на аноде ионов двухвалентного железа и выделения на катоде водорода величина напряжения должна быть не менее 0,75 в. Поэтому до прибавления рабочего раствора окислителя гальванометр не показывает тока. После приливания некоторого небольшого количества раствора перманганата калия часть ионов двухвалентного железа окислится перманганатом до трехвалентного. Теперь даже при очень небольшом напряжении через раствор будет идти ток, за счет окисления на аноде ионов двухвалентного железа и восстановления на катоде ионов трехвалентного железа. Сила тока будет сначала очень небольшой, так как концентрация трехвалентного железа невелика и к катоду из главной массы раствора диффундирует очень мало ионов трехвалентного железа взамен восстановившихся током до двухвалентного состояния. Таким образом, сила тока ограничена концентрацией ионов трехвалентного железа в растворе, которая пока еще значительно меньше концентрации ионов двухвалентного железа. [c.263]

Для электроосаждения сплавов в широком диапазоне составов обычно стремятся изменением состава электролита сблизить потенциалы выделения ионов металлов. Последнее достигается изменением соотношения концентраций ионов металлов, введением в раствор комплексообразователей, изменением pH и температуры, перемешиванием раствора. Необходимо учесть также, что при этом происходит обычно и изменение скорости параллельной реакции выделения водорода. Таким образом, любое изменение состава электролита и режима электролиза обычно приводит к изменению состава сплава. Поэтому как возможность электроосаждения сплава из заданного электролита, так и его состав трудно прогнозировать, и эти данные в настоящее время могут быть получены только экспериментальным путем. Однако имеются некоторые редкие случаи, когда состав сплава может быть заранее определен. Здесь можно указать два случая 1) когда электроположительный металл выделяется на предельном токе диффузии, а электроотрицательный — с замедленной стадией разряда 2) когда оба металла выделяются на предельном диффузионном токе. В последнем случае соотношение металлов в сплаве при 100 % выходе по току равно соотношению их концентраций в электролите, а состав сплава не зависит от плотности тока. [c.46]

Воздействием перемешивания удовлетворительно объясняется ускорение электролиза в малоконцентрированных электролитах, где особенно явны концентрационные ограничения, обусловленные градиентом изменения концентрации разряжающихся ионов в прикатодном слое. Однако этим нельзя объяснить уменьшение поляризации в электролитах с высокой концентрацией ионов металла (например, 420 г/л N 804), где концентрационная поляризация отсутствует. Так, например, поляризация, обусловленная выделением водорода, значительно уменьшается в связи со значительным ускорением развития и удаления газовых пузырьков. [c.361]

Характерная зависимость между потенциалом электрода и временем электролиза наблюдалась при высоких плотностях тока (рис. 2). При этом поляризация вначале (в первые несколько секунд) возрастает, а затем, проходя через максимум, медленно снижается и приобретает примерно постоянное значение. Начальное новышение потенциала объясняется, повидимому, резким уменьшением концентрации ионов у растущих участков катода, вследствие недостаточной скорости их диффузии, а последующее постепенное понижение (после достижения максимума) — значительным увеличением поверхности катода вследствие образования губки и соответственным уменьшением истинной плотности тока. При непрерывном измерении потенциалов в зависимости от времени электролиза обнаружено, что в области предельного тока они очень неустойчивы и изменяются со временем периодически (рис. 3). Периодичность хода поляризационной кривой указывает, повидимому, на быстрые и резкие изменения характера катодного процесса, связанные с недостаточной скоростью поступления к катоду цинковых ионов и разрядом ионов водорода. [c.261]

При электролизе водных растворов простых солей некоторых металлов, обладающих электроотрицательным потенциалом (железо, никель, цинк), уже при -небольшой концентрации водородных ионов происходит выделение на катоде водорода, вследствие чего выход металла по току снижается. Чем больше кислотность раствора, тем, при прочих равных условиях, ниже выход металла по току. Помимо снижения выхода по току выделение водорода совместно с металлом вызывает в некоторых случаях изменение структуры и физико-механических свойств осадка. Включаясь [c.343]

Следовательно, появление ветви / поляризационной кривой обусловлено пассивированием поверхности катода в процессе электролиза. Основной причиной этому, очевидно, является реакция ионизации молекулярного кислорода. После включения поляризующего тока и начала ионизации кислорода на электроде происходит образование промежуточного продукта этой реакции — перекиси водорода, которая может вызвать окисление поверхности катода. Не исключено также, что пассивирующая пленка частично состоит из гидроокисных соединений палладия, которые образуются в результате изменения соотношения концентраций металла и гидроксильных ионов у поверхности катода в процессе электролиза. [c.146]

В основу работы колориметрического кулонометра могут быть положены реакции получения или разложения различных веществ. Хорошие результаты получены с применением перманганата калия, комплексного соединения меди с триэтаноламином и ряда визуальных индикаторов, чувствительных к изменению концентрации ионов водорода в растворе в результате электролиза воды. В качестве таких визуальных индикаторов пригодны тимоловый С1ШИЙ, нейтральный красный, ортокрезоловый красный и др. Выбирая подходящий светофильтр, пропускающий свет с длиной волны, соответствующей максимуму поглощения диссоциированной или недиссоциированной форм индикатора, можно в очень большой степени повысить чувствительность кулонометра. Перед началом работы кулонометр калибруют. Для этого через него пропускают ток известной величины (при хорошей стабилизации тока можно измерять его прецизионным микроамперметром) в течение определенных отрезков времени. Затем снимают пока- зания колориметра и на основе полученных данных строят график зависимости оптической плотности раствора (или пронускаемости) [c.17]

Повышенное напряжение на ванне при электролизе воды имеет место, главным образом, в связи а) с внутренним сопротивлением электрической цепи б) с перенапряжением при выделении водорода на катоде (катодное перенапряжение) в) с перенапряжением при выделении кислорода На аноде (анодное перенапряжение) г), с возникновением электродвижуш,ей си ы поляризации, основанной на изменении концентрации ионов вблизи электродов. [c.233]

Согласно теории Герасименко, в кислых растворах величина перенапряжения не зависит от концентрации ионов водорода. Но в области сильно щелочных растворов перенапряжение с (ростом щелочности понижается. В сильнощелочных и сильнокислых растворах перенапряжение меняется с изменением концентрации электролита. На ве-лргчину перенапряжения могут влиять и посторонние вещества, не подвергающиеся видимому действию электролиза, особенно если они интенсивно адсорбируются на поверхности катода. [c.314]

Рассмотрим теперь, какие изменения наблюдаются в процессе электролиза при данном наложенном напряжении. Электродная реакция приводит к уменьшению концентрации ионов меди(И) в растворе и увеличению концентрации ионов водорода. Изменение концентраций вызовет смещение катод и апод к менее положительным или более отрицательным потенциалам. Так, если концентрация ионов меди(II) в растворе понизится до 10 М, теоретический потенциал катода должен уменьшиться от +0,31 В до + 0,16 В потенциал анода должен измениться всего до —1,22 В, поскольку в результате анодной реакции концентрация ионов водорода увеличится от 1,0 до 1,2 М. Таким образом, падение напряжения составит —1,06 В по сравнению с исходной величиной в —0,92 В. Так как ячейка работает при фиксированном наложенном потенциале, из уравнения (19-1) следует, что изменение катод н анид должно быть скомпенсировано соответствующим уменьшением /R и "перенапр. Однако зздолго ДО ТОГО, как концентрация ионов меди(II) снизится до 10- М, катод подвергнется воздействию концентрационной поляризации, что и вызовет более сильное [c.14]

В значительном числе случаев катионы, имеюшие сравнительно небольшие размеры, отличаются большой подвижностью. В водных растворах особенно велика подвижность ионов водорода Н3О+. В расплавленных силикатах, а также фосфатах числа переноса катионов близки к единице. Экспериментальные определения числа переноса осно-вывзЕОтся на том, что при электролизе вследствие разной подвижности катионов и анионов происходят неодинаковые изменения концентрации электролита вблизи катода и анода. Если, например, катионы двигаются быстрее, чем анионы, то в анодном пространстве (анолите) вследствие этого будет наблюдаться большая убыль концентрации, чем в катодном пространстве (католите), разумеется, при отсутствии перемешивания растворов. Очевидно, анионы, которые останутся в анодном пространстве без катионов, разрядятся на аноде. Понятно также, что в результате электролиза количества выделившихся на электродах катионов и анионов будут эквивалентными и будет соблюдаться за- [c.199]

Прямой электролиз. При цроведении электролиза водных растворов соляной кислоты на катоде всегда выделяется водород, а процессы на аноде зависят от концентрации кислоты, температуры, материала анода и других условий. Изменение характера анодного процесса с изменением концентрации НС1 в электролите [325] показано на рис. 3-49. Как следует из рисунка, на аноде могут протекать несколько анодных процессов. Относительные скорости этих процессов и парциальные значения выхода по току изменяются в зависимости от условий проведения процесса. При малых концентрациях H I на аноде происходит преимущественно разряд ОН-ионов и доля разряда С1-ионов в общем токе невелика. [c.254]

Электролиз в тлеющем разряде был недавно исследован Дэвисом и Хик-.лингом [51], которые работали в достаточно простых условиях, что позволило получать воспроизводимые результаты и в значительнор мере интерпретировать полученные данные. Они пропускали электрический разряд при уменьшенном давлении между поверхностью разбавленного раствора инертного электролита и анодом, находившимся вне раствора. Количество образовавшейся сначала перекиси водорода было прямо пропорционально количеству пропущенного электричества и практически не зависело от плотности тока, объема электролита и многих других факторов, влияющих на природу разряда, хотя начальный выход и изменялся с концентрацией электролита и изменением pH. Постепенно в течение каждого опыта выход падал вследствие разложения образовавшейся перекиси водорода, а при работе с сильнощелочным раствором перекись вообн е нельзя было обнаружить. Результаты работы согласовывались с предположением о том, что разряд происходит главным образом через водяной пар и ионы, образовавшиеся в газовой фазе, вызывают появление гидроксильных радикалов в жидкой воде преимущественно за счет электролитического эффекта. Далее предполагается, что гидроксилы димеризуются с образованием перекнси водорода, которая в свою очередь разлагается за счет дальнейшей реакции с гидроксильными радикалами. [c.54]

Высщий предел концентрации серной, фтористоводородной, соляной и азотной кислоты, при котором практически приостанавливается выделение водорода и весь ток начинает расходоваться на восстановление щестивалеит-ного хрома до трехвалентного, непосредственно связан с изменением поляризационных кривых и применяемыми плотностями тока на катоде. Как известно, кривые катодной поляризации в растворах хромовой кислоты имеют несколько ветвей — от 2 до 4 (в зависимости от металла катода [6]). А. Т. Ваграмяном и Д. Н. Усачевым [7] в 1954 г. было установлено на движущемся катоде, что вторая ветвь (около Е = 0,46 в) поляризационной кривой сильно возрастает с повышением серной кислоты в электролите. Это повыщение, как показано на рис. 8 и 9, происходит не только на движущихся, но и на покоящихся катодах. Следовательно, применяя плотности тока ниже плотности соответствующей крутому изгибу кривой в сторону более отрицательных потенциалов, мы проводим электролиз на ветви аб и получаем 100%-ные выходы трехвалентных ионов хрома по току. Интересно отметить, что ветвь аб поляризационной кривой сильно возрастает с увеличением концентраций кислот H2SO4, HF, НС и HNO3. Это не имеет места лишь при введении в электролит фосфорной кислоты, из чего следует, что фосфорная кислота не способствует образованию трехвалентных ионов хрома и не проявляет заметного действия на общий ход процесса электролиза. [c.38]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология