Окислительно-восстановительное (электрохимическое) взаимодействие

Коррозией называется процесс разрушения металлов при химическом или электрохимическом взаимодействии их с окружающей средой. Металлы разрушаются от взаимодействия с жидкими и газообразными продуктами, а также в результате окислительно-восстановительных процессов взаимодействия с окружающей атмосферой. [c.88]

Количество поглощенного кислорода определяют при помощи кислородного электрода, что обеспечивает высокую точность анализа. Для аналитических целей чаще всего используют иммобилизованные ферменты в виде так называемых ферментных электродов. Они представляют собой комбинацию электрохимических датчиков и иммобилизованных ферментов. При взаимодействии фермента с анализируемым веществом продукт реакции изменяет окислительно-восстановительный потенциал, что является индикатором содержания исследуемого вещества в среде. [c.89]

В гальванических элементах могут реализоваться два принципиально различных типа электрохимических редокс-взаимодействий. В первом случае сами электроды участвуют в окислительно-восстановительной реакции, как, например, в элементе Даниэля—Якоби. Гальванические цепи такого типа можно назвать редокс-цепями с расходуемыми или активными электродами. Во втором случае вещество электродов инертно по отношению к реакции, протекающей в растворе. Рассмотрим элемент, схема которого приведена на рис. 84. В отличие от элемента Даниэля—Якоби здесь электроды не участвуют во взаимодействии, а являются лишь передатчиками электронов между ионами, находящимися в растворах. Левый полуэлемент представляет собой раствор, состоящий из смеси солей и Sn , в который погружен платиновый электрод. На поверхности электрода устанавливается равновесие Sn + 2е" Sn , которое и определяет потенциал [c.179]

С использованием потенциальных (характеристических) кривых М. М. Дубинин разрешил проблему прогнозирования свойств микропористых сорбентов. При каталитических процессах, взаимодействии дисперсных материалов с полимерами и во многих других практически важных системах доля активной поверхности обычно составляет незначительную часть общей поверхности твердого вещества (часто менее 17о). В этих случаях для прогнозирования свойств твердых веществ необходимо относить адсорбционные характеристики к соответствующей доле активной поверхности, т. е. производить измерения при крайне низких давлениях или концентрациях адсорбтивов. Измерения упрощаются, если для исследования адсорбции компонентов окислительно-восстановительных систем использовать потенциометрию. При этом обязательным условием является химическая и электрохимическая обратимость процессов. Если твердое вещество обладает достаточной электронной проводимостью, то из него можно изготовить, например, прессованием, электрод и применить его как индикаторный при изучении адсорбционных характеристик. Более универсальна методика, основанная на применении индифферентного электрода в растворе солей железа (III) и (II), с помощью которой могут быть исследованы любые дисперсные и пористые материалы. [c.204]

Подобно этому любой растворимый катион может восстанавливаться металлом, расположенным в электрохимическом ряду (табл. 19.6) выше этого катиона. Чем больше разность электрохимических потенциалов металла и катиона, тем больше термодинамическая движущая сила окислительно-восстановительной реакции между ними. Однако при рассмотрении такого способа восстановления катионов необходимо принимать во внимание возможность протекания параллельных реакций, например учитывать взаимодействие наиболее активных металлов типа натрия с водным растворителем. [c.354]

В растворах жидкого аммиака M.n может быть также аноднО окислен до Мп (111), который в данной среде нестабилен и разлагается, взаимодействуя с растворителем. Определены электрохимические параметры для окислительно-восстановительной пары Мп /Мпз+ [713]. [c.120]

Если исключить электрохимические превращения, в которых участвуют посторонние электроны, окислительно-восстановительные реакции могут протекать только при взаимодействии между системами, одна из которых является донором, а другая — акцептором электронов. Так, система, содержащая йод и ион йода, может окисляться за счет системы, содержащей хлор и ион хлора, тто схеме (а) [c.518]

Электрокоррозия. Окислительно-восстановительный процесс, сопровождающийся окислением данного металла и восстановлением окислителя на его поверхности, называется коррозией этого металла. Коррозия может быть химической и электрохимической. Если металл взаимодействует с сухим, т. е. лишенным влаги, газом (кислородом, сернистым газом, сероводородом, хлористым водородом и т. п.) или с жидким неэлектролитом (бензином, смолой и т. п.), то коррозия называется химической. Коррозия называется электрохимической, когда при соприкосновении металла с влажным воздухом или с растворами электролитов образуются непрерывно действующие гальванические микроэлементы, в которых более активные составные части металла служат отрицательными электродами- (анодами) и поэтому окисляются, а менее активные — положительными электродами (катодами), на которых окислители восстанавливаются. В случае совершенно чистых металлов активными участками (анодами) являются более мелкие кристаллики, ребра, вершины или более значительные дефекты решетки, а менее активными (катодами) — более крупные кристаллики, грани и менее значительные дефекты кристаллической решетки. Например, в сталях катодными участками являются различные карбидные включения, а анодными — сам металл (железо). [c.310]

Электрохимическая коррозия. — взаимодействие металла с раствором электролита (электропроводной средой),протекающее в окислительно-восстановительной системе. Этот вид коррозии происходит при наличии двух различных металлов или одного металла, имеющего посторонние включения, если нарушена однородность материала в сварных соединениях, в заклепках, при трещинах, царапинах и т. д. [c.253]

Ряд стандартных электродных потенциалов позволяет решать вопрос о направлении самопроизвольного протекания окислительно-восстановительных реакций. Как и в общем случае любой химической реакции, определяющим фактором служит здесь знак изменения энергии Гиббса реакции. Если нз двух электрохимических систем составить гальванический элемент, то при его работе электроны будут самопроизвольно переходить от отрицательного полюса элемента к положительному, т. е. от электрохимической системы с более низким значением электродного потенциала к системе с более высоким его значением. Но это означает, что первая из этих систем будет выступать в качестве восстановителя, а вторая — в качестве окислителя. Следовательно, в гальваническом элементе окислительно-восстановительная реакция может самопроизвольно протекать в таком направлении, при котором- электрохимическая система с более высоким значением электродного потенциала выступает в качестве окислителя, т. е. восстанавливается. При непосредственном взаимодействии веществ возможное направление реакции будет, конечно, таким же, как и при ее осуществлении в гальваническом элементе. [c.279]

Несмотря на проведенные теоретические исследования, [7,13—16], приходится признать, что теории установления окислительно-восстановительного потенциала на индифферентных электродах, по сути, не существует. Применение электродов из неблагородных металлов требует специальных электрохимических исследований их поведения в средах, приближающихся к составам жидких фаз, которые изучают этим методом. Отсутствие единообразного подхода к рассмотрению явлений, сопровождающих изменение э. д. с. электрохимической ячейки, берет начало в теоретической электрохимии, применяющей индифферентный электрод как невзаимодействующий с раствором и необходимый лишь для установления контакта электрод—электролит. Поэтому, по нашему мнению, может быть применен любой металл, не взаимодействующий в данных условиях с данным раствором. [c.54]

В зависимости от характера химической связи (ковалентная, ионная) в молекулах реагирующих веществ окислительно-восстановительная реакция может закончиться образованием соединений с ковалентной связью различной степени полярности или, реже, соединений с ионным типом связи. При образовании ионных соединений происходящий в процессе реакции переход электронов от одних взаимодействующих атомов, ионов или молекул к другим, сопровождается соответствующим изменением их электрохимической валентности. При этом электронные облака образующихся ионов разобщены. [c.48]

Изменения энергий Гиббса или Гельмгольца определяют путем сложных расчетов и экспериментов по изучению констант равновесия в данной реакции при разных температурах или посредством исследования термических констант взаимодействующих веществ. Для окислительно-восстановительных реакций могут быть использованы сравнительно доступные и изящные методы, основанные на электрохимических процессах, которые представляют суть этих реакций. [c.121]

Электрохимические свойства металлов проявляются в процессе окислительно-восстановительных реакций их взаимодействия с растворами кислот и солей. [c.290]

В электрохимической литературе вопросу о порядке электрохимической реакции уделялось сравнительно мало внимания. Феттер [122] использовал критерии порядка реакции при изучении электрохимических окислительно-восстановительных реакций с участием неорганических ионов и реакции электрохимического выделения водорода в определенных условиях. В последнем случае порядки реакции, выведенные для щелочных растворов [122], не учитывают истинного механизма реакции, который, как было показано, заключается в разряде иона щелочного металла в ртуть с последующим химическим взаимодействием с растворителем. Обсуждение вопро- [c.444]

Было изучено влияние потенциала антраценового электрода на адсорбцию масляной и капроновой кислот, которое достигалось изменением окислительно-восстановительного потенциала электрохимической системы, инжектирующей дырки в антрацен. С ростом окислительного потенциала адсорбционная способность исследованных кислот увеличивается. Это следует из зависимости В от окислительного потенциала, приведенной на рис. 6. На рис. 7 представлена зависимость а от потенциала электрода. Из рисунка видно, что межмолекулярное взаимодействие адсорбат — адсорбат линейно растет с увеличением окислительного потенциала. [c.120]

Исследования [164] показали, что при измерениях окислитель- ного потенциала в растворах, содержащих галоиды, на электродах может появляться адсорбционный (ионный) слой, искажающий последующие определения. Соответствующей обработкой (механической, химической, электрохимической) снимают адсорбционный слой, уничтожая старую память (о пребывании в предыдущей окислительно-восстановительной среде) и обнажая активную поверхность электрода для взаимодействия с измеряемой окислительновосстановительной системой. [c.293]

Локальная дифференциация окислительных (анодные участки) и восстановительных процессов (катодные участки) служит вторым характерным признаком электрохимического взаимодействия металла с окружающей средой. [c.217]

Сущность происходящих при этом электрохимических явлений дискутируется до сих пор. В основном мнения авторов сводятся к двум концепциям. Первая, предложенная создателями этого метода, состоит в следующем при наложении напряжения на платиновые электроды на них соответственно образуется водород и кислород, что препятствует прохождению тока. Появление в растворе свободного иода приводит к деполяризации электродов и через систему начинает проходить ток. Вторая теория, к которой склоняются многие современные авторы i34-i4i трактует процесс с точки зрения окислительно-восстановительных реакций. В этом случае принимается во внимание, что вначале, когда иод расходуется на взаимодействие с водой, окислительно-восстановительная реакция необратима. Приложенного к электродам напряжения при этом недостаточно, чтобы протекала электрохимическая реакция, и ток не протекает через систему. Но как только в растворе появится свободный иод, возникает новая, уже обратимая окислительно-восстановительная реакция. Для такого процесса вполне достаточно прилагаемого к электродам напряжения и, следовательно, через систему начинает протекать ток. Возможно, во время титрования в какой-то мере осуществляются оба описанных процесса, хотя вторая схема и кажется более обоснованной. [c.171]

При рассмотрении окислительно-восстановительных взаимодействий полезно представление о степени окисления [5, с. 181 13, с. 19] (ступень окисления [14, с. 190], состояние окисления, электрохимическая валентность). Это представление облегчает использование идеи о переносе электронов как определяющем признаке окислительно-восстановительных процессов [6, с. 283 15, гл. 1]. [c.10]

В потенциометрическом методе окислительный потенциал определяют с помощью особым образом составленного обратимого гальванического элемента, который представляет собой электрохимическую систему с двумя взаимодействующими окислительно-восстановительными системами. В одном полуэлементе замкнутого элемента происходит выделение электронов из раствора вследствие окислительного процесса, а во втором — их поглощение — восстановительный процесс. От одного полуэлемента к другому электроны переносятся по внешней цепи. По достижении равновесия между двумя окислительно-восстановительными системами переход во внешней цепи прекращается. Разность электрических потенциалов между идентичными металлическими фазами разомкнутого элемента равна его электродвижущей силе Е (при условии обратимости обоих электродов). Если гальванический элемент составлен из полуэлементов, один из которых содержит данную окислительно-восстановительную систему, а второй является вспомогательным с неизменным электродным потенциалом (при постоянной температуре), то длят элементов [c.53]

Заслуживает внимания электрохимический способ с использованием разбавленной амальгамы натрия [57, 58]. Двуокись хлора, взаимодействуя с натрием, образует хлорит натрия. Чтобы исключить дальнейшее восстановление хлорита до хлорида, в циркулирующую смесь необходимо вводить большие количества ртути, что позволяет поддерживать в растворе требуемый окислительно-восстановительный потенциал. [c.76]

Коррозия металлов представляет собой окислительно-восстановительный процесс. Металлы при этом окисляются, а вещества, с которыми они взаимодействуют, восстанавливаются. Различают коррозию химическую и электрохимическую. [c.239]

Ниже дается несколько общих советов относительно пути, по которому рекомендуется исследовать окислительно-восстановительные свойства органических систем электрохимическими методами. Вначале целесообразно провести серию полярографических измерений в буферных растворах при различных значениях pH (в интервале от 2 до 13). Исследование в сильно кислых и сильно щелочных средах большей частью необязательно следует тщательно выбирать состав буферного раствора, чтобы избежать взаимодействия деполяризатора с его компонентами, например кетоны реагируют с аммиаком, карбонильные соединения, содержащие гидроксильные группы, — с боратами. При наличии полярографической активности нужно сначала определить характер полярографической волны и исключить возможность того, что волна вызвана только каталитическим восстановлением ионов водорода. Потенциалы полуволн при различных pH наносят на график, чтобы получить значение АЯугМрН. При определении 1/ в пе-водных растворителях нужно учитывать падение напряжения в растворе 1Я. При всех этих основных измерениях концентрация деполяризатора должна быть очень низкой (2—4- 10" М), а концентрация поверхностно-активного агента, если он необходим для подавления полярографического максимума, — минимальной. [c.282]

Интенсивность присоединения или отдачи электронов различными веществами измеряется так называемым о/сис-лительно-восстановительным потенциалом. Чем больше его величина, тем сильнее окислительные свойства вещества и, наоборот, чем меньше величина потенциала, тем окислитель слабее. Окислительно-восстановительный потенциал измеряется электрохимическим способом в гальваническом элементе, схема которого изображена на рис. И. Элемент состоит из двух ячеек / и 2, разделенных диафрагмой, пропускающей ток, но препятствующей смешиванию находящихся в ячейках растворов. По одну сторону диафрагмы наливают раствор окислителя, по другую — восстановителя. В растворы опускают твердые электроды 3 п 4, которые не взаимодействуют с окружающей средой. Эти электроды называются индифферентными они бывают платиновыми или золотыми. Электроды соединены друг с другом вне раствора металлической проволокой. [c.88]

В ДИ серебряной системы не происходит непосредственного химического растворения осадка серебра с рабочего электрода. Однако потеря массы осажденного на электроде металла может идти за счет взаимодействия серебра с примесями, образующими окислительно-восстановительную систему, имеющую более положительный равновесный потенциал, чем серебро. Тогда на электроде идут одновременно электрохимические реакции электрорастворения серебра и восстановления примеси-окислителя [c.51]

В приведенном примере электрохимическое взаимодействие кислорода с водородом может происходить при строго заданной скорости от ничтожно малой до достаточно высокой. Химическое взаимодействие тех же газов протекает при очень высокой скорости вплоть до взрыва. Совершенно очевидно и различие энергетической результативности окислительно-восстановительных процессов в электрохимическом варианте генерируется упорядоченная электроэнергия, химический вариант сопровождается лишь тепловым эффектом. [c.15]

Рассматриваемая возможность взаимодействия между двумя окислительно-восстановительными системами, находящимися в контакте, предполагает, что среда не содержит веществ, способных вступать в реакции с этими системами. Однако в водной среде имеются ионы Н+, 0Н , молекулы НаО и растворенный в ней кислород воздуха, которые могут вступать в реакции с системой Ох, Red. Данные вещества образуют электрохимические системы 1) Н+, На, которой соответствует обратимая реакция 2Н+ + 2е <=t На (реакция на водородном электроде) фн+-,Нг = 0 2) ОН , НгО, О2, которой соответствует обратимая реакция О2 + 2НгО 4е 40Н" (реакция на кислородном электроде) фон,-о, = 0,4 В. [c.493]

Pt(H2) I HjSO i i Ox/Red Au Pt где Ox/Red — окислительно-восстановительная пара, компоненты которой химически не взаимодействуют с золотом и платиной. В самом деле, в рамках концепции электронного равновесия на всех границах раздела ЭДС электрохимической цепи можно представить как разность электрохимических потенциалов сольватированного электрона в областях раствора вблизи правого и левого электродов. В записанных выше цепях вблизи правого электрода определяется окислительно-восстановительной системой Ox/Red и не зависит от природы индифферентного металла, который здесь служит лишь в качестве носителя свободных электронов. Следовательно, остается неизменной и ЭДС, поскольку левые электроды в рассматриваемых цепях идентичны, т. е. значения вблизи левых электродов также постоянны. Таким образом, благодаря электронному равновесию на границах раздела раствор/Pt [c.139]

Коррозия —ЭТО разрушение металлов в результате химического или электрохимического взаимодействия их с окружающей средой. Среды, вызывающнё химическое разрушение металлов, называются агрессивными. Химическое взаимодействие металлов е окружающей средой выражается в протекании окислительно-восстановительных реакций. При этом металлы переходят в окисленное (ионное) состояние и теряют присущие им свойства. [c.189]

Физическая химия - естественно-научная дисциплина, комплексно изучающая взаимообусловленные превращения вещества и энергии. Наука о коррозии и противокоррозионной защите ( коррозиология) занимает важное место среди разделов физико-химии, использующих электрохимический подход. В процессе коррозии поверхность металла является катализатором окислительно-восстановительных превращений компонентов жидкой и газовой фаз, как это имеет место в гетерогенном катализе, но сама служит участником реакций. Поэтому большую роль играют степень гетерогенности металлической поверхности, ее фазовый состав, ноликристалличность и взаимное влияние структурных составляющих материала. Ситуация осложняется изменением во времени электродного потенциала и поверхностных слоев корродирующего металла и среды. Поэтому научной основой коррозиологии является электрохимия растворяющихся металлических поверхностей как самостоятельный раздел теоретической электрохимии. Основными понятиями являются физико-химическая система, включающая металл и среду, а также физико-химический процесс. Исходя из этого, коррозия трактуется как переход компонентов металлического материала из его собственной системы связей в состояние СВЯЗИ с компонентами среды. Химическое и (или) электрохимическое взаимодействие металла и среды изменяет его свойства и нарушает его функции. Коррозия характеризуется скоростью воображаемого непрерывного движения точки фронта коррозии, то есть границы раздела между металлом и средой, в том числе продуктами коррозии. Техническая скорость коррозии как характеристика коррозионной стойкости -это наибольший показатель коррозии, вероятностью превышения которого нельзя пренебречь. Существуют следующие показатели коррозии массовый ( г/м с), линейный (мм/год), объемный ( м/с), токовый (А/м ), а также время до появления первого очага коррозии, ДОЛЯ поверхности, занятая продуктами коррозии, количество точек или язв на единице поверхности и др. [c.8]

В отличие от твердых тел, в которых многозарядные ионы не могут существовать по энергетическим соображениям, в растворах такие ионы существуют (Си +, Sn +, Fe + и т. п.). Отсюда следует возможность пспользоваиия понятия об электрохимической валентности для описания окислительно-восстановительных реакций с участием простых ионов. При этом электрохимическая валентность определяется фактическим зарядом иона. При участии во взаимодействии сложных ионов (МпО , СггО и т. п.). понятие об электрохимической валентности приобретает формальный характер, поскольку окислительно-восстановительные [c.280]

Уже указывалось, что Савэн и Вьянелло [705] вывели уравнения для зависимости потенциала пика осциллополярограмм при линейном изменении потенциала электрода от скорости изменения потенциала V и концентрации деполяризатора с при бимолекулярном взаимодействии продуктов обратимой электрохимической реакции. Найденные на опыте зависимости Ер осцилло-полярографических волн бензальдегида в кислом буферном растворе Бриттона — Робинсона с pH 3,1 от Ig и Ig V точно соответствуют теоретически предсказанным. Указанные авторы [705] не смогли рассчитать константу скорости бимолекулярного взаимодействия свободных радикалов, образующихся при восстановлении бензальдегида, так как неизвестен окислительно-восстановительный потенциал системы бензальдегид — радикал со-окси-бензила. Эту величину удалось рассчитать лишь на основании изучения фарадеевского импеданса указанной системы [717]. [c.204]

Так возникали представления об электрохимической природе сродства, а вместе с ними и первые представления о двойственной реакционной способности. Большой вклад в развитие этих представлений внес английский ученый Дэви. Уже первая схема электрической теории химического сродства (1806 г.) этого ученого явилась тем своеобразным фундаментом, на котором впо-. следствии и начинают формироваться первые представления об амфотерностп и окислительно-восстановительном взаимодействии веществ. [c.218]

Среда реактива Фишсера. Применение кулонометрического метода при контролируемом потенциале рабочего электрода целесообразно тогда, когда более простой метод кулопометрического титрования не приводит к решению задачи. Подобная ситуация возникает в тех случаях, когда наряду с определяемым веществом в анализируемой пробе присутствуют другие электроактивные нримеси, способные к химическому взаимодействию с генерируемыми веществами. Если при этом их окислительно-восстановительные потенциалы различаются между собой, то подбором потенциала электрода, соответствующего окислению или восстановлению только определяемого вещества, удается полностью исключить мешающий электрохимический процесс [c.109]

Как отмечалось выше, при действии ионизирующ,его излучения на воду или водные растворы образуются радикалы Н и ОН и молекулярные продукты На и Н2О2. Очевидно, их появление вызывает изменение окислительно-восстановительных свойств среды. Если в облучаемый раствор введен металл (электрод), то окислительные и восстановительные компоненты продуктов радиолиза воды и продукты их взаимодействия с растворенными веществами окажут влияние на его электрохимические свойства. [c.160]

Исторически наиболее ранним косвенным доказательством возникновения и взаимодействия свободных радикалов в электро-органической химии являлось установление характера макропродуктов электролиза, например продуктов, получаемых в результате классического электросинтеза Кольбе [10]. Первым непосредственным доказательством одноэлектронных электрохимических переходов явилось Открытие семихинонов, сделанное в 1931 г. независимо друг от друга Михаэлисом и Фридхеймом [33] и Элема [34]. Изучая кривые потенциометрического окислительно-восстановительного титрования некоторых хиноидных систем, исследователи заметили появление двух одноэлектронных скачков и дали правильное толкование этого результата. Дальнейшему изучению образования семихинонов и их биологической роли посвящены многочисленные работы школы Михаэлиса [35, 36]. [c.8]

Для дальнейшей оценки представлений о возможностях технологии электрохимической водоочистки на первый план выдвигается задача развития теории фазово-дисперсного и физико-химического превращения примесей воды под действием электрического тока и продуктов электролиза. Приведенные в книге примеры практического применения целенаправленного электрокорректирования рн и ЕЬ обрабатываемых растворов позволяют наметить пути дальнейшего использования электрохимической технологии для очистки воды от растворенных и коллоидных загрязнений. Регулирование этих показателей обеспечивает изменение прочности комплексных соединений, окислительно-восстановительного потенциала, направления и скорости химических реакций, осуществление требуемых химических взаимодействий различных соединений. Это способствует постановке новых задач при теоретическом исследовании данной технологии, и в первую очередь по разработке диафрагменного электролиза с применением инертных мембран. [c.296]

Биологические топливные элементы представляют собой устройства, в которых реакции на одном или обоих электродах реализуются биокаталитически при умеренных температурах и давлениях. Разнообразие метаболизма микроорганизмов позволяет использовать широкий круг топлив, включая многие промышленные отходы. При этом в элемент могут быть включены либо целые микроорганизмы ([4], гл. 17), либо ферментные препараты [17, 22]. В зависимости от способа взаимодействия биологического катализатора с электродом биотопливные элементы обычно делят на два типа 1) элементы, в которых топливо, например водород, генерируют биологически в отдельной камере, а затем подают в электродное отделение для последующего электрохимического окисления 2) элементы, в которых непрерывное поступление электронов обеспечивается прямым взаимодействием биокатализатора с электродом, причем этот процесс часто облегчается при использовании медиатора. Последний должен быть способен к быстрому обратимому переносу электрона и иметь окислительно-восстановительный потенциал, близкий к потенциалу биологического катализатора, от которого он переносит электроны к электроду. От медиатора требуется также, чтобы он не мог служить субстратом для катализатора, был нетоксичен и химически устойчив длительное время как при хранении, так и в работе. Биотопливные элементы второго, т.е. медиаторпого, типа и рассматриваются в этом разделе. [c.227]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология