Поляризация и перенапряжение водорода

На практике процесс электролиза воды реализуется при более высоком напряжении. Данное обстоятельство связано с тем, что, помимо затрат электроэнергии на проведение собственно электрохимического разложения воды, необходимо затрачивать электроэнергию на преодоление электрического сопротивления электролита, диафрагмы, электродов, контактов, а также дополнительного сопротивления, обусловленного концентрационной и диффузионной поляризацией, перенапряжением процессов выделения водорода и кислорода. Напряжение на ячейке для электролиза воды можно представить в виде суммы следующих составляющих (баланс напряжения) [c.23]

Для железнения применяют растворы сернокислой, хлористой и борфтористоводородной солей двухвалентного железа. Характер электродных процессов и свойства осадков железа в значительной степени зависят от температуры электролита. При комнатной температуре процесс протекает при резко выраженной катодной поляризации, причем потенциал осаждения железа электроотрицательнее потенциалов осаждения никеля и кобальта. Так как перенапряжение водорода на железе невелико, то уже при небольшой сравнительно кислотности (pH = 1—2) из холодного электролита металл осаждается на катоде с очень низким выходом по току. [c.412]

Главными причинами катодной поляризации, т. е. отставания процесса ассимиляции электронов от поступления их на катодные участки, являются а) замедленность катодной реакции, которая приводит к возникновению перенапряжения водорода-, б) концентрационная поляризация по молекулярному водороду вследствие замедленности процесса отвода образующегося молекулярного водорода с поверхности металла, которая наблюдается до насыщения при-электродного слоя электролита водородом, когда становится возможным выделение его в виде пузырьков, в которых рнг = 1 атм. [c.251]

Электрохимическую поляризацию вследствие замедленности катодного деполяризационного процесса называют перенапряжением водорода, абсолютную величину которого обозначают греческой буквой ц [c.251]

Определите, как изменится ЭДС гальванического элемента из-за концентрационной поляризации железного анода и перенапряжения водорода ( "1 = 0,8В), если концентрация иона Fe" возросла до 0,15 моль/л. [c.162]

Значительное и различное влияние оказывает на процесс цементации температура. С одной стороны, она увеличивает скорость диффузии и электропроводность, снижает поляризацию Мг и способствует удалению кислорода из раствора, а с другой — она ощутимо снижает перенапряжение водорода. [c.243]

С другой стороны, возможность медленной рекомбинации атомов водорода необходимо учитывать для объяснения перенапряжения водорода на металлах, хорошо адсорбирующих его, например, на металлах группы платины и группы железа. Зависимость т)—lg I на платине при небольших поляризациях имеет тангенс угла наклона 0,03 В, что в согласии с уравнением (58.9) свидетельствует в пользу рекомбинационного механизма удаления атомов водорода. На первый взгляд, наблюдаемый наклон находится в противоречии с представ- [c.302]

Наиболее удобным из твердых электродов является платиновый электрод. Перенапряжение водорода на платине невелико, поэтому водород восстанавливается при потенциале —0,1 в. Это ограничивает использование платины в отрицательной области потенциалов. Но зато платина не окисляется при анодной поляризации электрода до потенциала выделения кислорода, т. е, до 4-1,1--1- 1,3 в (в зависимости от [c.153]

Вследствие высокой катодной поляризации и незначительного перенапряжения водорода на никеле катодный выход никеля по току в большой степени зависит от pH раствора чем ниже pH, тем меньше выход металла по току, особенно при низкой [c.308]

Большое значение в процессах коррозии имеют поляризация электродов (см. стр. 158), образование пленок на металлах, перенапряжение водорода. [c.170]

Рис. 19. Влияние добавок стимулятора Нзв на кривые катодной поляризации (перенапряжение водорода) на стали СтЗ в 0,00001 н. НгВ04 (pH = 5)

Близость величин напряжения разложения при электролизе кислородсодержащих кислот и щелочей наблюдается только при использовании электродов из одного и того же металла. Действительно, для платиновых электродов обратимое напряжение 7 , равное э.д.с. кислородно-водородного обратимого элемента Е , составляет 1,23 в, в то время как =1,7 в. Разность 0,47 в складывается из бэл и значений поляризации (перенапряжения) кислорода и водорода на этом металле (платине). [c.261]

Электроосаждение и ионизация таких металлов, как медь, цинк, кадмий, серебро, ртуть, из растворов их простых соЛей сопровождаются относительно небольшой, главным образом концентрационной поляризацией. Значительно труднее протекают процессы разряда и ионизации металлов группы железа. Особенно большой поляризацией (перенапряжением) сопровождаются разряд ионов водорода, а также окислительно-восстановительные реакции, протекающие на инертных электродах. [c.274]

Наибольший катодный и анодный контроль в области стационарного потенциала, как показало снятие гальваностатических поляризационных кривых, наблюдается в случае ингибитора КПИ-1. Вместе с тем катодные ветви для катапина-А и КПИ-1 при плотности тока 2 мА/см пересекаются, и катодный контроль со стороны катапина-А при более высоких плотностях тока превосходит торможение катодной реакции ингибитором КПИ-1. Можно предполагать, что это связано с увеличением перенапряжения водорода в присутствии катапина-А благодаря его лучшей адсорбируемости при катодной поляризации. [c.160]

На металлах, растворяющих водород, наблюдается наименьшее значение перенапряжения водорода Из данных, приведенных в табл. И, видно, что при выделении ислорода на платиновых металлах перенапряжение имеет наиболее высокие значения и наиболее низкие на металлах железной группы. Выделение кислорюда возможно тюлько на пассивных электродах, не растворяющихся в данных условиях при анодной поляризации (платиновые металлы и золото в кислотах, растворах солей и щелочей). В щелочах и карбонатах стоек никель и менее устойчиво железо. В растворах сульфатов и серной кислоты, а также в хроматах устойчив свинец и его сплавы, содержащие до 12 /о сурьмы. Графитовые аноды стойки в конденсированных хлоридах. Весьма стойки аноды из плавленой магнитной закись-окиси железа— магнетита. [c.38]

Значительное и различное влияние оказывает на процесс цементации температура. С одной стороны, она увеличивает скорость диффузии и электропроводимость, снижает поляризацию Мз и способствует удалению кислорода из раствора, а с другой — она ощутимо снижает перенапряжение водорода, увеличивая непроизводительный расход цементирующего металла. [c.362]

При поляризации внешним током картина изменяется. Вследствие малого перенапряжения при разряде и ионизации-цинка и высокого перенапряжения водорода на цинке наклоны кривых поляризации цинка и водорода будут различны (для водорода 0 = 6 = 0,12 В). Поэтому кривая катодной поляризации водорода при определенной плотности тока пересечет анодную кривую цинка. До достижения значения равновесного потенциала цинка в данных условиях на катоде выделяется только водород, а цинк растворяется. При катодной поляризации электрода водород образуется уже за счет двух процессов самопроизвольного растворения цинка (процесс 2Н++2е — -Иг является сопряженным с процессом 2п—>-2п ++2е) и внешнего катодного тока. [c.383]

При исследовании было установлено, что катодная и анодная поляризация могут резко уменьшить время до разрушения. Так, при плотности тока 1 мА/см анодная поляризация снижает это время в 12 раз, катодная — в 57 раз, а при плотности тока 15 мА/см анодная — в 17 раз, катодная — в 1700 раз. Такое резкое снижение прочности при катодной поляризации указывает на водород- ную проницаемость адсорбированной пленки ингибитора и наводороживание образца. Действие анодной поляризации, по-видимому, связано с катионным типом ингибитора КПИ-1. При стационарном потенциале этот ингибитор эффек-1 тивно защищает металл от коррозии и, значительно повышая перенапряжение ) водорода, одновременно предохраняет металл от наводороживания. Поэтому для изучения коррозионного растрескивания на различных уровнях нагружения (статической коррозионной усталости) был выбран ингибитор КПИ-1, как наиболее эффективный из указанных выше. [c.163]

В водных растворах на катодах из металлов, хорошо адсорбирующих водород, карбонильные соединения могут восстанавливаться до углеводородов, причем этот процесс часто сопровождается деструкцией предварительная активация (например, анодно-катодная поляризация), малые плотности тока и кислая среда благоприятствуют образованию утлеводородов. Снижение активности злектрода (например, в ходе длительного электролиза), увеличение плотности тока, использование щелочных или апротонных растворов благоприятствуют восстановлению карбонильных соединеиий до спиртов. Выходы по току существенно больше на металлах с высоким перенапряжением водорода. [c.341]

При электролизе потенциал электрода смещается от равновесного значения на величину поляризации. Эту величину называют также перенапряжением. Таким образом, потенциал катода более отрицателен, чем равновесный, на величину перенапряжения водорода, а потенциал анода — более положителен на величину перенапряжения кислорода. [c.12]

Плотность тока обмена растет, а перенапряжение (поляризация) выделения водорода падает при увеличении температуры. Так, плотность тока обмена водорода возрастает на два порядка при увеличении температуры с 298 до 363 К [14]. [c.162]

Устойчивое значение перенапряжения водорода па титане устанавливается медленно в процессе поляризации при постоянной плотности тока или при переходе от одной плотности тока к другой [54]. [c.243]

Выход по току сплава Со — Ки снижается с увеличением концентрации рутения в электролите, что связано с уменьшением перенапряжения водорода. Хлористый аммоний, изменяя катодную поляризацию, значительно улучшает сцепление покрытий с подложкой, даже при больших толщинах (30—40 мкм). Без этой добавки покрытия при толщине 1 мкм легко отслаиваются. [c.111]

Перенапряжение водорода на катодных участках данного металла является преобладающим видом поляризации, контролирующей скорость коррозии многих металлов в деаэрированной воде или неокислительных кислотах. В соответствии с данным выше определением поляризации перенапряжение водорода представляет разность между потенциалом катода, на котором выделяется водород, и потенциалом равновесного водородного электрода, находящегося в том же растворе, или т] = е — 0,059рН. Следовательно, перенапряжение водорода измеряется точно так же, как и поляризация. Понятие перенапряжения водорода включает лишь активационную поляризацию, соответствующую реакции 2Н Из — 2е. Однако публикуемые значения часто включают омическое падение напряжения г/ и иногда, кроме этого, концентрационную поляризацию. [c.51]

С другой стороны, возможность медленной рекомбинации атомов водорода необходимо учитывать для объяснения перенапряжения водорода на металлах, хорошо адсорбирующих его, например, на металлах группы платины и группы железа. Зависимость ] — / на платине при небольших поляризациях имеет наклон 0,03 в, что в согласии с уравнением (58.9) свидетельствует в пользу рекомбина- [c.316]

Если бы в растворе не было кислорода, то катодный процесс начался бы при обратимом потенциале водородного электрода в данных условиях (КнЛобр- Кривая (КнЛобр кривая катодной поляризации водородной деполяризации (в основном перенапряжения водорода). [c.263]

Следует заметить, что при совместном разряде ионов металла и водорода имеет значение не только величина перенапряжения водорода, но и поляризация разряда ИОН0В металла, которую можно охарактеризовать производной dlg / [c.42]

На рис. 196 приведена зависимость величии перенапряжения водорода от плотностей ток при различных температурах в 2-н. растворе Н2504. Из приведенных данных видно, что повышение температуры с 20 до 40° снижает величину перенапряжения примерно на 0,05 в. Из сопоставления рис. 195 и 196 видно, что с повышением поляризации скорость разряда ионов цинка (выра- [c.435]

Ток обмена при электроосаждении РЬ + достаточно велик, и электрохимическая поляризация мала в то же время перенапряжение водорода на свинцовом катоде весьма велико. Все это дает возможность вести осаждение свинца без сколько-нибудь заметного совыделения водорода. [c.113]

Для промышленного использования предложены и другие конструкции электролизеров. Представляет интерес ультразвуковой электролизер для получения перманганата калия окислением К2МПО4. Использование ультразвукового поля позволяет увеличить анодную плотность тока до 0,8—2,4 кА/м , т. е. в 10—15 раз больше, чем у существующих конструкций электролизеров. Эффект влияния ультразвука на процесс электрохимического получения перманганата калия объясняется снижением концентрационной поляризации на аноде и перенапряжения водорода, а также диспергирующим и дегазирующим действием. Выход по току в данных условиях составляет 90%. Для создания ультразвукового поля в электролизере используются маг-ннтострикционные преобразователи. [c.187]

В активных средах для анодного покрытия скорость коррозии определяется разностью потенциалов контактирующих электродов (покрытие - основа), а длительность защиты - скоростью растворения покрытия и его толщиной. Поэтому повышение коррозионной стойкости самого покрытия способствует увеличению долговечности системы покрытие — основа. В активных средах анодное растворение металлов протекает при поляризации анодного процесса менее значительной, чем для катодного. Контактный ток пары в этом случае определяется в основном перенапряжением катодного процесса и связан со вторичными явлениями, изменяющими поведение контактных пар. Методы, повышающие катодный контроль например, повышение перенапряжения водорода для сред с водородной деполяризацией или уменьшение эффективности работы катодов, в том числе за счет вторичных явлений, будут способствовать снижению скорости саморастворения покрытия и, наоборот, катодные включения с низким перенапряжением восстановления окислителя стимулируют коррозионное разрушеше системы. [c.71]

Общая кривая катодной поляризации для случаев коррозии металлов в нейтральных, щелочных и кислых растворах имеет сложный вид (см. рис. 1.1) и слагается из трех участков, характеризующих ионизацию кислорода фк°ВС, контроль процесса ионизацией и скоростью диффузии восстанавливающихся веществ фк PfSЛi и контроль процесса перенапряжением водорода a FSQG. [c.12]

Для увеличения скорости водородной деполяризации вводят также анионы, которые, внедряясь в двойной электрический слой, увеличивают скорость катодного процесса. Не менее эффективны методы снижения перенапряжения водорода, а также повышения температуры электролита. Для металлов, характеризующихся высоким перенапряжением водорода, повышение температуры на 1 град приводит к снижению перенапряжения в среднем на 2—4 мВ, Хотя подвижность ионов водорода велика и их концентрация в кислых растворах достаточна для того, чтобы не наступала концентрационная поляризация, в неразмешиваемых электролитах со временем может наблюдаться торможение процесса вследствие затруднения отвода продуктов растворения металлов. В этом случае для увеличения скорости коррозионного процесса применяют перемешивание электролита. [c.24]

Получение КМПО4 можно значительно интенсифицировать при проведении процесса в ультразвуковом поле. Использование ультразвука позволяет повысить анодную плотность тока и выход по току. Так, проведя процесс электролиза при 35—40° С, анодной плотности тока 800—2000 А/м2, из электролита, содержащего 150— 200 г/л К2МПО4, 15 г/л КМпОд, 50—90 г/л КОН и 6 г/л МпОг, можно получить выход по току 90%, т. е. при анодных плотностях тока в 10—15 раз выше существующих. Эффект влияния ультразвука объясняется диспергирующим и дегазирующим действием и снижением перенапряжения водорода на 0,04 В и концентрационной поляризации на аноде на 0,3—0,35 В. [c.189]

Сталь как материал для изготовления катодов вполне доступна, дорога и хорошо поддается обработке. Стальные катоды устойчивы условиях катодной поляризации и имеют сравнительно невысокое ренапряжение выделения водорода. Разработаны и предложены зличные методы активации металлических электродов [1—4] в частности, катодов [5—7] для снижения перенапряжения вы-ления водорода. Обычно в процессе катодной поляризации на тоде выделяется тонкий осадок губчатого железа в результате сстановления его ионов, всегда присутствующих хотя бы в не-льших количествах в электролите. Потенциал выделения водорода поверхности губчатого железа ниже, чем на гладкой стальной верхности [8]. В производственных условиях не удается снизить длительное время потенциал выделения водорода ниже потен-гала на поверхности, покрытой слоем губчатого железа. Металлы перенапряжением водорода более низким, чем на железе, или [c.33]