Электрохимическое выделение и растворение металлов

Рассмотрим систему, в которой протекают всего две параллельные электрохимические реакции — растворение металла и выделение водорода. Парциальные поляризационные кривые этих реакций представлены на рис. 190. Парциальные кривые не могут быть измерены методом поляризационных кривых, поскольку при поляризации электрода идут одновременно оба процесса. Поэтому получают суммарную поляризационную кривую 1 , В соответствии с уравнениями (69.1) и (69.2) [c.359]

При исследовании РЬ, Sn, Си, Ag, Zn и d было установлено [167, 168], что константы скорости электрохимической реакции зависят от кристаллографической ориентации (что связывается с различием в плотности упаковки). Различия в перенапряжении выделения (растворения) металла на разных гранях достигают долей милливольта или нескольких милливольт, при плотности тока 0,01 а/см , а скорости этого электродного процесса различаются в 1,5—3 раза. [c.92]

Основными процессами на электродах при электролизе водных растворов являются на катоде — выделение водорода, разряд металлических ионов с электрохимическим выделением (осаждением) металлов или восстановление веществ без выделения самостоятельной фазы, на аноде — выделение кислорода, галогенов, окисление веществ без выделения самостоятельной фазы или электролитическое растворение металла электрода. [c.15]

Электрический ток может протекать в результате замыкания электрохимического элемента, образуемого электродами и электролитом, или под влиянием приложенной к системе электроды-электролит внещней разности потенциалов. В последнем случае явления, проходящие на границах электрод — электролит, называются электролизом и состоят в выделении веществ (металлы, газы) из электролита на электроде, в растворении вещества электрода и в изменении состава электролита вблизи поверхности электрода. [c.606]

Электрохимические преобразователи информации различаются по своему функциональному назначению и по механизму работы, т. е. по принципам, которые положены в основу их действия. По последнему признаку выделяют три основных типа электрохимических преобразователей 1) преобразователи, основанные на закономерностях диффузионных процессов в обратимых окислительно-восстановительных системах (иногда эти преобразователи называют концентрационными или жидкофазными) 2) преобразователи, использующие закономерности обратимых и необратимых фазовых переходов на электродах (электроосаждение и растворение металлов, выделение газов, образование и восстановление окислов, осаждение нерастворимых солей, явления пассивации и растворения металлов и др.) 3) преобразователи, основанные на электрокинетических явлениях (электроосмос, потенциалы течения и др.). [c.216]

В случае активного анода число конкурирующих при электролизе окислительных процессов возрастает до трех электрохимическое окисление воды с выделением кислорода, разряд аниона (т. е. его окисление) и электрохимическое окисление металла анода (так называемое анодное растворение металла). Из этих возможных процессов будет идти тот, который требует наименьшей затраты энергии. Если электродный потенциал материала анода более отрицателен, чем электродные потенциалы обеих других электрохимических систем, то будет наблюдаться анодное растворение металла. В противном случае будет выделяться кислород или происходить разряд аниона. [c.125]

Какая доля анодного тока израсходована на процесс электрохимического растворения стали, если на анодно-полируемой детали протекают только два процесса — растворение металла и выделение О2 Какова глубина съема металла за время процесса (пренебречь углеродистой составляющей стали), если железо в этих условиях окисляется и переходит в раствор в виде ионов Ре + (< ст = 7,8 г/см ) [c.189]

При коррозии металлов с водородной деполяризацией скорости частных реакций водорода и растворения металла лимитируются чисто кинетическими ограничениями, в подавляющем большинстве случаев — замедленностью переноса заряда, т. е. электрохимическим перенапряжением. Наблюдающиеся при этом закономерности можно представить графически в виде так называемых коррозионных диаграмм. На рис. 1 в координатах ток — потенциал изображены катодная (выделение водорода) и анодная (ионизация металла) поляризационные кривые с чисто кинетическими ограничениями. Для того чтобы диаграмма отвечала коррозионному процессу, на ней, согласно формуле (6), на оси абсцисс справа ( в области отрицательных значений потенциалов) располагается равновесный потен- [c.13]

Степень воздействия кислоты на металл зависит от физи ческих и электрохимических свойств металлической поверхно-сти. Различие в этих свойствах приводит к избирательной коррозии металла. Неравномерность поражения тем больше, чем сильнее эффект травления. Пока не закончится процесс травления, действие кислоты остановить невозможно, поэтому для уменьшения растворения металла и ограничения выделения водорода вводят ингибиторы травления. Они уменьшают или исключают возможность поражения металла, не препятствуя при этом травлению. [c.59]

Важно акать, будет ли в вершине коррозионной трещины присутствовать жидкая вода. Если ее нет, то все теории КР, основанные на электрохимическом растворении металла, окажутся несостоятельными, включая те, которые объясняют неодинаковую чувствительность сплавов различием электрохимических потенциалов выделений и фаз, расположенных по границе или вблизи границы зерен. Протекание процесса КР только лишь в газовой атмосфере и сильная зависимость скорости роста трещины от давления водяных паров вызывают сомнения в гипотезе, что КР происходит благодаря диффузии реагентов через металл за фронт трещины (галоидных ионов, которые ослабляют связь между зернами в вершине трещины). [c.289]

Предложенное описание коррозионных процессов справедливо лишь в том случае, если поверхность металла равнодоступна как для анодной, так и для катодной реакций. Для металла с идеально однородной поверхностью (например, для жидкого металла) выполнение такого условия не подлежит сомнению. Для обычных твердых (даже очень чистых) металлов из-за неизбежной неоднородности их поверхности выполнение указанного условия неочевидно. Это явилось причиной появления на первых этапах развития учения об электрохимической коррозии металлов представлений, получивших название теории микроэлементов. Теория предполагала, что катодное восстановление окислителя (например, выделение водорода) может происходить только на некоторых участках поверхности корродирующего металла, а растворение металла возможно на других участках, так что существует пространственное разделение катодной и анодной реакций, позволяющее рассматривать коррозионный процесс как функционирование большого числа короткозамкнутых гальванических элементов . [c.86]

Электрохимическое коагулирование практикуется не только для выделения из воды твердых дисперсных примесей, но и эмульгированных веществ, а также растворенных газов (кислород, сероводород, хлор), фенолов, радиоактивных и поверхностно-активных веществ Кроме того, как отмечено в гл. 1П, анодным растворением металлов в растворах поваренной соли, соляной и серной кислот получают хлориды и сульфаты алюминия и железа, используемые в качестве коагулирующих растворов. В связи с этим исследования по анодному растворению металлов, начатые еще в конце прошлого века, расширяются. [c.245]

Вторым амальгамным методом разделения металлов является цементация амальгамами. Как известно, цементация представляет собой электрохимический процесс анодного растворения цементирующего металла и катодного выделения цементируемого [17]. Скорость процесса цементации определяется ординатой точки пересечения поляризационных кривых — поляризационной кривой катодного выделения цементируемого металла и кривой анодного окисления цементирующего металла [18]. В процессе цементации в соответствии с изменением концентрации ионов металла в растворе и атомов металла в амальгаме происходит изменение хода поляризационных кривых, в связи с чем точка пересечения их меняет свое положение. Ордината [c.219]

Если считать, что растворение металлов в кислотах протекает по электрохимическому механизму, а в настоящее время справедливость этой точки зрения, если исключить особые случаи растворения металлов при сильно отрицательных потенциалах, ни у кого сомнений уже не вызывает, то напрашивается однозначный вывод ингибиторы могут изменять скорость растворения лишь в том случае, когда они будут влиять на кинетику электрохимических реакций, лежащих в основе коррозионного процесса. Далее, если придерживаться тех же принципов, которые мы положили в основу рассмотрения механизма действия неорганических ингибиторов (влияние на кинетику электрохимических реакций), то, используя основные уравнения, определяющие зависимость скорости выделения водорода и ионизации металла от потенциала, мож- [c.108]

Нет сомнений в том, что наличие на поверхности тонкой пленки с хорошей электронной проводимостью, но очень плохой ионной проводимостью будет избирательно тормозить процесс анодного растворения металла, не препятствуя заметно протеканию анодного процесса выделения кислорода. Интересно, что даже очень тонкие пленки из полимерных материалов, как было установлено в наших работах совместно с Ю. Н. Михайловским и В. В. Леоновым [48], нанесенные на металлический электрод, также имеют заметную электронную проводимость при весьма малой ионной проводимости и приводят, с электрохимической точки зрения, к явлению, аналогичному пассивности, т. е. к смещению потенциала в положительную сторону и преимущественному торможению [c.17]

С появлением анодной защиты значительно возрос интерес к электрохимической защите а химической промышленности. Катодная защита, широко используемая для подземных и гидротехнических сооружений и судов, в условиях химических производств применялась в весьма ограниченных масштабах, поскольку в основном ее применение возможно в технической воде, сточных водах предприятий, а также в ряде сред, содержащих С1 -ионы. В агрессивных средах основной химической промышленности ее использование затруднено, так как в этом случае для достижения защитного катодного потенциала необходимо применять высокие плотности тока, следствием чего является интенсивное выделение водорода на защищаемой поверхности. Так, в 0,65н. серной кислоте защитная плотность тока для, углеродистой стали при катодной защите составит около 3,5-10"" а/сж при анодной поляризации плотность тока на пассивном металле бу дет ниже а см . Известные трудности возникают и в связи с так называемой аномальной зависимостью скорости растворения металла от потенциала [6, 7]. [c.85]

Электрохимическая коррозия и сводится к одновременному протеканию двух сопряженных процессов анодного растворения металла по уравнению (1) и катодного выделения водорода по уравнению (4) или ионизации кислорода по уравнению (5). [c.509]

На практике количество аноднорастворенного металла, как правило, всегда ниже теоретического вследствие протекания на аноде сопутствующих электрокоагуляции процессов (выделение кислорода, пассивация и др.). Поэтому для оценки эффективности электрохимического анодного растворения металла электрода и характеристики процесса очистки вод [c.222]

Когда на катоде уже имеются кристаллы металла, дальейший их рост, как упомянуто выше, может происходить при перенапряжениях меньших, чем при образовании зародышей новой фазы. Природа перенапряжения т]к в этом случае заключается в энергетическом затруднении акта включения атома металла в кристаллическую решетку или выхода атома из нее, т. е. связана с энергией активации красталлизации или декристаллизации металла. В чистом виде перенапряжение электрокристаллизации проявляется в том случае, когда все остальные стадии электрохимического процесса выделения — растворения металла идут много быстрее, чем электрокристаллизация, например при выделении — растворении одновалентных металлов (Ag+, Т1+, Си+ и др.). Если есть другие виды поляризации, например концентрационная, то суммарная поляризация при выделении металла будет соответственно больше, чем вычисляемое по уравнениям (34) или (33) перенапряжение электрохимической кристаллизации т) -В вопросе о детальной природе этой последней еще нет полной ясности. [c.78]

Одно из принциниальных различий между этими двумя механизмами коррозии металлов заключается в том, что при электрохимической коррозии одновременно происходят два процесса окислительный (растворение металла на одном участке) и восстановительный (выделение катиона из раствора, восстановление кислорода и других окислителей на другом участке металла). Например, в результате растнорения цинка в серной кислоте образуются ионы цинка и выделяется газообразный водород при действии воды железо переходит в окисное или гидроокис-ное состояние и восстанавливается кислород с образованием гидроксильных ПОПОВ. При химической коррозии разрушение металлической пoвeJЗXнo ти осуществляется без разделения на отдельные стадии и, кроме того, продукты коррозии образуются непосредственно на тех участках поверхности металла, где происходит его разрушение. [c.6]

Необходимо учитывать, что при разложении амальгам в щелочных растворах на скорость процесса влияет загрягдаение раствора катионами, извлекаемыми щелочами из стекла ячейки (В. Н. Коршунов). Поэтому опыты проводят в ячейке из полистирола. До рН Ю закономерности разложения амальгам в чистых условиях полностью соответствуют электрохимическому механизму. При рН>10 скорость разложения амальгам не зависит от pH раствора. Такое явление может наблюдаться при химическом и электрохимическом механизмах растворения амальгамы с одновременным разрядом молекул воды. Однако в отсутствие загрязнений скорость разложения амальгам оказывается пропорциональной Сме (рис. 184), причем тангенс угла наклона прямых с—Сме может быть различным для амальгам разных металлов. Если в ячейку добавляется стеклянный порошок, то скорость разложения амальгамы возрастает, а зависимость от с е искривляется и приближается к характерной для электрохимического механизма. Визуально при этом можно было наблюдать на поверхности амальгамы островки энергичного выделения пузырьков водорода. При механическом удалении островков ток растворения амальгамы падает, и снова наблюдаются закономерности, свойственные химическому механизму разложения амальгам. Химический механизм подтверждается также при измерении зависимости от lg 1. В соответствии с уравнением [c.352]

В электрохимических преобразователях на основе фазовых переходов на электродах используют процессы катодного осаждения и анодного растворения металлов (меди, серебра и др.) на инертных электродах или электродах из того же металла процессы восстановления или образования пленок солей или окислов (Ag l-f ё -> Ag+ l- d (0Н)2+ +2e->- d- -20H и др.) процессы выделения и ионизации водорода и др. Приведем некоторые примеры хемотронов данного типа. В качестве электрохимических счетчиков машинного времени используют малогабаритные кулонометры. Трубку из прозрачного материала заполняют двумя столбиками ртути, разделенными столбиком электролита. С обоих концов трубку герметично закрывают. Прибор включают в цепь питания контролируемого оборудования так, чтобы через [c.224]

Определите парциальные анодные выходы по току для ионизации цинка, выделения кислорода и окисления цианида Рассчитайте расход Na N на ампер-час протекшего электричества и на каждый микрометр цинкового покрытия на 1 м изделий, если катодный выход по току цинка составляет К = = 0,95 от анодного выхода по току для ионизации цинка (для компенсации механических потерь цинка с раствором путем избыточного анодного растворения металла). Какой доле затрат анодного тока соответствуют проектные нормы расхода электричества на электрохимическое окисление цианидов = 0,6 г Na N/(A-4) (241 [c.167]

При отсутствии тока величина электродного иотенциала определяется электрохимическим равновесием на границе соирикосновения металла с раствором. При прохождении тока через гальваническую цепь на поверхности электрода происходят различного рода реакции (например, выделение водорода или металла на отрицательном электроде и реакции выделения кислорода или растворения металлов а положительном). Вследствие этого равновесие у поверхности электрода нарушается и потенциал электрода изменяется (поляризация электродов). Величина сдвига потенциала зависит от плотности тока (т. е. от силы тока, приходящейся на единицу поверхности электрода). Чем больше плотность тока, тем больше величина поляризации. Кроме того, поляризация зависит от природы электрода, состава раствора, температуры, природы реакции, протекающей на поверхности электрода, и других условий. [c.318]

Поляризуемые и иеиоляризуемые электроды. На большинстве обычных электродов при пропускании тока через границу раздела электрод - раствор протекают электрохимические процессы окисления или восстановления. Так, на электродах из металлов, погруженных в растворы солей, содержащих катионы металла, идут процессы выделения или растворения металла электрода. Потенциал таких электродов при прохождении через них постоянного тока практически не изменяется, а ток целиком расходуется на электрохимические реакции. Электроды, потенциал которых при пропускании через них постоянного тока практически не меняется, называют неполяризуемыми. К неполяризуемым электродам относятся медь, серебро, кадмий, ртуть и другие металлы в растворе собственных солей. [c.72]

Кинетические уравнения устанавливают зависимость между потенциалом и логари( мом плотности тока, активностью разряжающихся ионов, а также величиной потенциала, возникающего в концентрированных растворах от добавления поверхностно-активных веществ. Ццея замедленного разряда была использована в работе [199] дчя объяснения причин поляризации при осаждении железа из сульфатных растворов в области малых плотностей токов. В.А.Ройтер, В.А.Юза и В.С.Полуян [70, 159] на основании экспериментальных осциллографических кривых включения и выключения тока определили значения коэффициентов nt pe -носа и плотностей тона обмена, т.е. основных параметров, входящих в уравнение замедленного разряда и определяющих кинетику электрохимического выделения и растворения металла, и при оли к выводу о применимости теории замедленного разряда к кинетике электрохшлитеских ре акций, протекающих на железном электроде. [c.60]

Исследование процесса электрохимического окисления в 1 н. H2SO4 в потенциодинамических условиях поляризации [104] показало, что в гпироком интервале значений анодного потенциала общая плотность анодного тока и парциальные плотности тока, расходуемого на образование окисной пленки и на растворение металла, не зависят от анодного потенциала и, соответственно, от времени проведения опыта. При увеличении анодного потенциала выше 2,3— 2,8 В (б зависимости от скорости увеличения потенциала) общая плотность анодного тока возрастает вследствие нового окислительного процесса — выделения О3, при этом парциальная плотность тока, расходуемого на образование и растворение металла, остается неизменной. [c.124]

Понятно, что огсутствие электрохимических превращений на фазовой границе означает и отсутствие внешнего тока, протекание которого обязательно связано по закону Фарадея с такими превращениями. Что касается реакций, которые в целом являются химическими и протекают без потребления внешнего тока (например, растворение металла с выделением водорода или каталитическое гидрирование органических веществ на платине), то на самом деле они чаще всего складываются из отдельных электрохимических стадий. Понятно, что такие реакции тоже должны быть исключены. [c.27]

ТРАВЛЁННЕ — химическая и электрохимическая обработка поверхиости твердых материалов. Используется для удаления загрязнений, окислов (в частности, ржавчины), окалины, для выявления структуры материала (металла, минерала) или придания поверхности желаемой микрогеометрии, для снятия нарушенного мех. обработкой поверхностного слоя и получения структурно и химически однородной поверхностп при произ-ве полупроводниковых материалов, для придания матового вида стеклу и др. Часто применяется перед нанесением защитных покрытий, эмалированием, лужением и пайкой. Химическое Т. стали, меди, цинка и магния осуществляют в водных растворах серной, соляной или азотной кислоты стекла — в плавиковой кислоте алюминия — в водных растворах едких щелочей нержавеющих и жаростойких сталей, титана — в щелочных расплавах. Из-за неоднородности поверхиости (наличия пор, трещин и т. п.) химическое Т. металлов сопровождается действием гальванических микроэлементов. Электрохимическое Т. проводят в тех же средах, а также в растворах солен с применением катодного, анодного или переменного тока. При Т. на поверхности происходят хим. взаимодействие окисной пленки или материала основы с раствором или расплавом электрохим. растворение металла (на анодных участках микроэлементов или нри анодном травлении) электрохим. выделение водорода (на катодных участках микроэлементов или при катодном травлении) электрохим. выделение кислорода (при анодном травлении). Хим. очистке поверхности способствуют разрыхление и отрыв окалины под мех. воздействием [c.582]

Если при наложении положительного потенциала весь ток или его большая часть расходуется на растворение металла (его переход в раствор в виде ионов), то металл находится в активном состоянии и, следовательно, не может быть использован в этих условиях в качестве анода. Если же при анодной поляризации ток практически полностью расходуется на другой процесс, для протекания которого требуется более положительный потенциал, чем для раствореция металла (например, выделение кислорода на никеле при электролизе воды), в этом случае металл пассивен и может служить анодным материалом. Пассивация вызывает существенное изменение поверхностного слоя металла, благодаря чему становится возможным протекание процесса, требующего большей затраты энергии, тогда как растворение металла — более легкий процесс в отношении затраты энергии — полностью прекращается или протекает с очень малой скоростью. При этом нарушается закон электрохимической кинетики, согласно которому скорость анодного растворения металла должна возрастать при увеличении потенциала электрода. При изменении условий, в которых находится металл, состояние пассивности в ряде случаев может быть нарушено. Поэтому изменения плотности тока (или потенциала металла), концентрации электролита, температуры или других условий поляризации, иногла совсем незначительные, могут служить причиной перехода металла из пассивного состояния в активное и наоборот. [c.206]

Коррозия в водных средах представляет собой электрохимическое явление, которое подробно рассматривалось в разд. 2.2. Растворение металла протекает в форме анодного процесса. Если потенциал корродирующего объекта снижается до величины обратимого потенциала анодной реакции, то анодное растворение прекращается, так как скорость растворения компенсируется скоростью осаждения металла (соответствует плотности тока обмена) при этой величине потенциала. Таким образом, потерь от разъедания не будет. По существу, вся поверхность объект будет содержать участки с протекающими на них только катодными коррозионными реакциями выделения водорода, восстановления кислорода или той и другой вместе. Это и является йсновой катодной защиты. [c.128]

Металлические электроды первого рода широко применяют в электрометаллургии для катодного пол) чения различных металлов— цинка, натрия и др. или для электрохимического рафинирования (очистки) металлов путем их предварительногг) анодного растворения и последующего катодного выделения. Катодное выделение. металлов лежит в основе всей гальванотехники. Анодное растворение металлов применяют для электрохимической обработки поверхности металлов. Для многих из этих процессов (особенно для электрометаллургических) в качестве электролитов применяют не водные растворы, а расплавы солей. [c.126]

Однако на практике процесс электрохимического растворения металла анода, как правило, сопровождается пассивацией электродов, заметно искажающей кинетику процёсса, описываемую уравнением (116). Пассивацию анода вызывают не только химические отложения на поверхности электрода, но и выделяющиеся газообразные агенты (кислород на аноде и водород на катоде). Выделение водорода на катоде происходит по реакции [c.224]

Если допустить, что воздействие кислоты на металл является электрохимическим явлением, то анодные участки соответствуют точкам растворения металла, катодные участки — точкам выделения водорода. Таким образом, неоднородность связана с самой природой явления, и вопрос об устранении гетерогенности не может быть разрешен. Следовательно, к разрешению вопроса борьбы с коррозией надо подойти иначе. Следует уменьшить скорости анодных или катодных реакций путем увеличения необратимости их протекания. Это можно осушествить электрохимическим путем с помощью увеличения поляризации. Так как эти реакции развиваются на межфазной поверхности металл— раствор, то па поляризацию следует воздействовать именно на этом участке. Кроме того, известно, что, если некоторые органические вещества адсорбируются на поверхности металла, то иногда наблюдается значительное замедление коррозии. К тому же все авторы признают, что состояние пассивности относится к явлению, связанному с присутствием слоя, расположенного на межфазной поверхности металл — раствор. [c.299]