Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Основные элементы электрохимической системы

    Из обратимых электродов (полуэлементов) могут быть составлены обратимые электрохимические системы, называемые электрохимическими цепями (парами, гальваническими элементами). Различают два основных вида электрохимических цепей — химические и концентрационные. [c.487]

    На поверхности контакта двух проводящих фаз электрохимической системы (различной химической природы, агрегатного состояния и типа проводимости) наблюдаются скачки потенциала. Сумма скачков потенциала на всех границах раздела фаз равновесной электрохимической системы называется электродвижущей силой (ЭДС) элемента или цепи. Она может быть непосредственно измерена как разность потенциалов фаз, находящихся на концах цепи. Для электрохимических систем характерны три основные типа скачков потенциала скачки потенциала металл — раствор, раствор — раствор и металл — металл. [c.280]


    Электрохимическими преобразователями, или хемотронами, называют приборы и отдельные элементы устройств, принцип действия которых основан на законах электрохимии. Электрохимические системы такого рода выполняют роль диодов, датчиков, интеграторов, запоминающих устройств и соответственно выполняют функции выпрямления, усиления и генерирования электрических сигналов, измерения неэлектрических величин и др. В хемотронах происходят процессы преобразования электрической энергии в химическую, а также механической энергии в электрическую и др. В отличие от электронных устройств (ламповых и полупроводниковых), в которых перенос электричества осуществляется электронами, в электрохимических преобразователях заряды переносятся ионами. Согласно закону Фарадея, количество вещества, претерпевшего изменение на электроде, пропорционально количеству прошедшего электричества. Поэтому измеряя тем или иным способом количественное изменение вещества, можно определить количество электричества, т. е. интегрировать электрические сигналы. Для этого электрохимическая реакция должна быть а) обратимой, т. е. реакция на аноде должна быть обратной реакции на катоде. Например, на аноде Си — 2е Си на катоде Си + + Че" Си б) реакция должна быть единственной, иначе точное интегрирование тока затруднено в) электролиты и электроды должны быть устойчивыми во времени г) реакции на электродах должны протекать с достаточно высокими скоростями. Таким требованиям могут удовлетворять некоторые электрохимические реакции, характеризующиеся потенциалами, лежащими между потенциалами водородного и кислородного электродов (рис. 66). При отсутствии в системе газообразных водородов и кислорода и при малой электрохимической поляризации электродов на них будут протекать лишь основные реакции. Системой, удовлетворяющей указанным требованиям, может быть 12+ + 2е ч 21" Е = 0,53 В. Потенциал ее положительнее потенциала водородного электрода и при рН< 11 отрицательнее потенциала кислородного электрода, поэтому в водных растворах в присутствии иода и ионов I" кислород и водород выделяться не будут. Эта реакция в прямом и обратном направлениях протекаете небольшой электрохимической поляризацией, следовательно, на электродах можно получить [c.367]

    В.1. ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ [c.10]

    Аналитические возможности метода амперометрического титрования широки. Этим методом можно определять практически все элементы периодической системы и большое число органических соединений, используя реакции осаждения, комплексообразования, окисления — восстановления и кислотно-основного взаимодействия. Основным достоинством метода является высокая избирательность подбором потенциала достигают условий, при которых в электрохимической реакции участвует только одно [c.156]


    Как видно из рис. В.1, для осуществления электрохимической реакции необходима некоторая система — электрохимическая цепь. Основные элементы такой цепи — металлические (или полупроводниковые) электроды, проводник второго рода (раствор электролита, его расплав или твердый электролит) и границы раздела фаз между металлом и электролитом, между двумя различными металлами и между двумя различными электролитами. Закономерности протекания тока в электрохимической цепи, а также закономерности электрохимического равновесия определяются свойствами всех этих элементов. Строение металлов и полупроводников, а также их электропроводность являются объектом изучения физики, а не химии. Электрохимия изучает ионные системы (проводники второго рода) и границы раздела фаз с точки зрения их структуры и механизма переноса заряженных частиц. 6 [c.6]

    Электрохимические системы широко применяются в технике. К числу промышленных процессов можно отнести гальваностегию и рафинирование, электрополирование и электрохимическую обработку, а также электрохимическое производство хлора, каустической соды, алюминия и других веществ. Значительный интерес представляет преобразование энергии в-топливных элементах, а также в первичных и вторичных источниках тока. Кроме того, нельзя забывать о проблеме электрохимической коррозии. Электрохимические процессы используются и в некоторых опреснительных системах. Электрохимические методы находят применение в качественном и количественном анализе. Идеальные электрохимические системы представляют интерес для изучения процессов массопереноса и механизмов электродных реакций. Эти системы полезны также при определении основных характеристик переноса веществ. [c.331]

    Основную причину изменения напряжения на электрохимической системе при подаче или отборе от нее тока следует искать поэтому в изменении величин электродных потенциалов с силой (или с плотностью) тока. При наложении тока потенциал каждого из двух электродов, входящих в электрохимическую систему, изменяется в таком направлении, которое увеличивает напряжение на ванне и снижает напряжение на элементе. Суммарное изменение электродных потенциалов под током называется э. д. с. поляризации п-Если наряду с омическим падением напряжения учитывать также и э. д. с. поляризации, то можно написать уравнения для напряжения элемента и напряжения иа ванне  [c.297]

    Основную причину изменения напряжения на электрохимической системе при подаче или отборе тока следует искать поэтому не в омических потерях, а в изменении величин электродных потенциалов с силой или плотностью тока. При наложении тока потенциал каждого из двух электродов, входящих в электрохимическую систему, изменяется в таком направлении, которое увеличивает напряжение на ванне и снижает напряжение на элементе. Суммарное изменение электродных потенциалов под током называется [c.292]

    В системах с внутренним источником напряжения (гальванических элементах) основным требованием при выборе металла анода является достаточно отрицательная величина его электродного потенциала в условиях работы данной электрохимической системы. Этот потенциал должен находиться в области потенциалов плато предельного диффузионного тока электровосстановления кислорода на индикаторном электроде. В данном случае можно использовать цинк, кадмий и свинец [6]. Стандартные электродные потенциалы и токи обмена цинка, кадмия и свинца приведены в табл. VII-1. Как следует из этой таблицы, из всех трех анодных металлов цинк обеспечивает индикаторному электроду наиболее отрицательный потенциал. [c.92]

    Часть 7 — продолжение раздела 27 (электропроводность электрохимических систем, электрохимические элементы, равновесия в электрохимических системах, в том числе константы электролитической диссоциации неорганических и органических соединений, кислотно-основные индикаторы, буферные смеси). [c.50]

    Электрохимия растворов электролитов входит в физическую химию как один из основных ее разделов электрохимические исследования играют весьма важную роль как в научных исследованиях, так и при решении многих практических задач в технологии, аналитической химии, биохимии и физиологии. Однако здесь вряд ли можно ожидать быстрых успехов. В то же время электрохимия электродных процессов широко используется в технологии, аналитической и клинической химии. В приложении к клиническим исследованиям возможна конкуренция электрохимических методов с другими методами. За последние тридцать лет неоднократно наблюдалось как усиление, так и ослабление интереса к электрохимическим системам, но никогда исследования в этой области не прекращались совсем. Так, например, сразу после 1945 г. полярография относилась к пяти наиболее применяемым методам в аналитической химии. Впоследствии популярность полярографии заметно упала, однако этот метод продолжает применяться при определениях следовых количеств веществ (полярографические методы не потеряли своего значения и при исследованиях окислительно-восстановительных свойств органических и неорганических веществ). В конце 50-х годов внимание электрохимиков переключилось на топливные элементы. Основным толчком для таких исследований послужил поиск источников [c.175]


    Возникновение коррозионных гальванических элементов не должно, естественно, рассматриваться как первопричина коррозионного процесса, но только лишь как один из возможных путей (и, практически, часто основной) для перехода системы из термодинамически неустойчивого состояния в термодинамически устойчивое. Протекание коррозионного процесса электрохимическим путем, таким образом, аналогично протеканию реакции в гальваническом элементе. Поэтому разбор и теория процессов электрохимической коррозии в значительной мере основываются на изучении общих законов механизма работы коррозионных гальванических элементов и, в частности, на изучении электродных потенциалов и кинетики электродных реакций. [c.196]

    НОГО элемента (ср. разд. 1.5). Хотя разрешение проблемы превращения электрохимической энергии находится еще в начальной стадии, работа ведется уже по трем направлениям. Основная часть исследований представляла собой интенсивные изучения компонентов, механизма и кинетики реакций в различных системах топливного элемента. [c.411]

    В обоих указанных случаях поверхность корродирующего металла представляет собой совокупность множества микро- и субмикро-гальванопар, которые возникают при соприкосновении неоднородной поверхности металла с электролитом,— получается многоэлектродная электрохимическая система. В результате одновременной деятельности этих микро- и субмикрогальванических элементов и протекает коррозия основного металла..  [c.359]

    Поскольку в основе электрохимических процессов лежат общие закономерности, связанные с напичием электрических потенциалов, электрических зарядов и электрических токов, то вполне естественно стремление представить вольтамперометрические датчики в виде электрической модели (эквивалентной схемы), состоящей из общеизвестных элементов электрических (электронных) цепей. Разумеется, что такая модель должна в реальном или ином масштабе количественно воспроизводить основные электрические характеристики электрохимической системы. [c.300]

    Так как литий — один из самых легких металлов, обладающий значительным отрицательным потенциалом, то это позволяет, в принципе, получить в элементах с отрицательным электродом из лития высокие удельные характеристики. Однако литий, как и другие щелочные металлы, разлагает воду. Поэтому его нельзя использовать в элементах с водными электролитами. Предложен ряд конструкций элементов с литиевым электродом и неводными (апротонными) растворами в качестве электролита. Растворителями служат пропнленкарбонат, диметилсульфоксид, бутиролактон, тетрагидрофуран и т. д. Для получения электролита в них растворяют ЫСЮ4, ЫРРб, ивр4 и другие соли. В табл. 33 приведены некоторые электрохимические системы, используемые в ХИТ с неводными растворителями, их основные показатели. [c.351]

    Изобарный потенциал гальванических систем. Электрохимические системы также подчиняются основной термодинамической зависимости АО = АЯ— TAS (гл. 9, 11). В гальванических элементах окислительно-восстановительные реакции проходят в растворах электролитов при комнатной температуре, изменение энтропии системы невелико. В связи с этим член АЯ будет намного превосходить величину члена TAS. В силу этого можно прннять, что AG АЯ, т. е. изобарный потенциал гальванического элемента практически равен энтальпии химической реакции, лежащей в основе данной редоксо-цепи. [c.356]

    Для удаления влаги, являющейся основной причиной ухудшения эффективности электрохимической системы, достаточно простого высушивания. Благодаря этим свойствам фторированный, графит удобен и с точки зрения изготовления Электрода. Кроме того, в химическом отношении он оченв устойчив, почти не вступает в реакции с применяемыми в настоящее время органическими электролитами и не растворяется в них. Будучи таким стабильным веществом, фторированный графит обеспечивает высокую сохранность элемента. Вместе с тем благодаря электрохимической активности восстановление, т.е. разряд, проходит достаточно эффективно, что существенно отличает его от фторидов меди, никеля и т.п. [c.143]

    Работа Либиха и Вёлера о радикале бензойной кислоты, однако, вызвала и серьезные сомнения у Берцелиуса. Дело в том, что по укоренившейся традиции, восходящей к Лавуазье, кислороду в химии отводилось совершенно исключительное место. Считалось, что вступая в соединения с различными простыми телами, кислород определял особый характер этих соединений (кислотность, основность и т. д.). В электрохимической системе Берцелиуса кислород занимал положение абсолютно электроотрицательного элемента. С этой точки зрения соединения кислорода с органическими радикалами рассматривались как окислы, аналогично окис- [c.210]

    Развитие неорганической химии до 40-х годов XIX в., приведшее к смешению понятий атома, молекулы и эквивалента, имело глубокие исторические корни в концепции Лавуазье, в атомистике Дальтона, в системе Уолластона и в электрохимической системе Берцелиуса. Работы Дюма, Митчерлиха, Персо, Гмелина и других содействовали усилению этого смешения понятий, однако внутренняя логика развития химии должна была рано или поздно привести к их разграничению. Распутывание этого узла противоречий началось в связи с развитием органической химии. Изучение многочисленных органических содинений, отличающихся только относительным числом одних и тех же элементов (С, Н, О), и потребность в систематике таких соединений выдвинули на первый план вопрос о критерии понятия молекулы. Передовые химики 40-х годов — Жерар и Лоран — первые поняли значение этого критерия. Предшествующее развитие органической химии подготовило необходимую объективную почву и условия для возникновения новых идей. Понятие молекулы оказалось тем основным звеном цепи, ухватившись за которое, передовые химики середины XIX в. потянули всю цепь химических понятий и пришли к разграничению понятий атом , молекула и эквивалент . [c.172]

    НЫХ соединений других элементов те же разложения невозможно воспроизвести. Отсз тствие измерения этих свойств делает их непригодными для обобщения химических сведений соображения, построенные на одних этих свойствах, всегда будут страдать шаткостью, но их нельзя упускать из вида, потому что многие стороны химических явлений обобщаются при их помощи. Известно, что в прежнее время, особенно Берцелиуса, эти свойства элементов служили основными их признаками и обобщались, хотя -51 далеко не полно, в электрохимической системе. [c.241]

    В отличие от чистых металлов, техническгш металлы содержат как более электроположительные, так и более электроотрицателЬ иь е примеси. Поэтому поверхность твердого металла в агрессивной среде не является эквипотеицпальиой. Для более наглядного представления процесса коррозии технических металлов рассмотрим контактирующий с электролитом небольшой участок основного металла, включающий электроположительную примесь (рис. 14.6). Этот участок поверхности может быть представлен как короткозамкнутая электрохимическая система (локальный элемент).  [c.370]

    Анализ работ, проведенных различными исследователями, показывает, что предложенные конструкции анализаторов предназначались главным образом для определения концентрации растворенного кислорода в биологических системах, в крови и в природных водах. Исследований и разработок с целью применения подобной аппаратуры для сточных вод было проведено значительно меньше. В Советском Союзе наиболее полные исследования в этой области были проведены лабораторией автоматизации ВНИИ ВОДГЕО совместно с ОКБА МХП СССР [15], СКВ БП АН СССР, СКТБ Медфизприбор , СКБ АП и кафедрами ряда университетов и институтов. Один из подобных приборов состоит из трех блоков датчика, преобразователя и стандартного потенциометра типа ПС. Основным элементом датчика является электрохимическая ячейка, имеющая гальваническую пару золото (катод)—цинк (анод), погруженную в слабощелочной электролит. Ячейка размещается в герметизированном корпусе, в торцовой части которого (со стороны катода) установлена газопроницаемая мембрана из фторопласта толщиной порядка 25—30 мк. [c.206]

    Запись электрохимической системы ХИТ, хотя и соответствует неправильно разомкнутой электрохимической цепи, является общепринятой. Она указывает на основные потенциалопределяющие компоненты (активные вещества) электродов и электролита ХИТ в исходном заряженном состоянии и не должна содержать информацию о промежуточных продуктах реакции. Her необходимости указывать и различные добавки, вводимые с определенной целью в электрод или электролит. Поэтому из двух вариантов записи систем серебряноцинкового и марганцево-цинкового элементов [c.12]

    Основным элементом конструкции всех ЭП является электрохимическая ячейка, которая состоит из электродной системы, находящейся в контакте с электролитом (жидким или твердым). В электрохимической ячейке границы электрод — электролит образуют электрохимическую систему, в которой локализуются происходящие в ЭП процессы химического превращения веществ и обмен носителями заряда. Как известно, электролиты я1вляются проводниками с высокой иояной, а металлы — с электронной проводимо- [c.6]

    Этот же закон окисления описывается другими теориями, в которых система металл - окисел рассматривается как гальванический элемент, внутренняя и внещняя цепи которого расположены в окисной пленке (Т.Хоар, Л.Прайс, В.Йост). Основная идея указанных работ заключается в том, что существует аналогия между процессом твердофазного окисления и электрохимической коррозией металла в водном растворе электролита. Это направление получило развитие в ряде работ отечественных исследователей (Н.Д.Томащов, И.Н.Францевич, Б.К.Опара) для случая поляризации границы раздела металл — окисная пленка. Заслуживают внимания исследования Б.К.Опары с сотрудниками, показавшие влияние постоянного и, в ряде случаев, переменного электрического поля на процесс-высокотемпературного окисления [ 12, 13]. [c.12]

    В большинстве случаев применяемые в электрохимической практике растворители относятся к электронно-донорным (основным), по отношению к которым соли металлов проявляют свойства апротонных кислот. Соли металлов III—V групп периодической системы элементов классифицируются как кислоты в рамках электронной теории кислот и оснований. Что же касается солей вообще, то каждая из них считается апротонной кислотой в основном растворителе, поскольку в таких системах преимущественно соль-ватируется катион. Отсюда видно, что объекты, являющиеся кислотами в рамках электронной теории (теории Льюиса), которые мы далее будем обозначать как Ь-кислоты, являются частным слуг чаем апротонных кислот, которые мы далее будем обозначать как и-кислоты (т. е. кислоты по Усановичу). [c.42]


Смотреть страницы где упоминается термин Основные элементы электрохимической системы: [c.126]    [c.123]    [c.348]    [c.50]    [c.55]    [c.206]    [c.141]   
Смотреть главы в:

Прикладная электрохимия Издание 3 -> Основные элементы электрохимической системы




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Основные электрохимические системы

Электрохимический элемент



© 2025 chem21.info Реклама на сайте