Поляризация гальванических элементов и электродов при электролизе

Казалось бы, что для осуществления нормального течения электролиза необходимо приложить к электродам внешнюю э. д. с., теоретически равную (но не меньшую) 3. д. с. гальванического элемента, возникающего внутри ванны в ходе того или иного процесса. Однако фактически требуемая величина напряжения разложения в большинстве случаев оказывается большей, чем э.д. с. поляризации. Разность между истинным значением [c.320]

ПОЛЯРИЗАЦИЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ И ЭЛЕКТРОДОВ ПРИ ЭЛЕКТРОЛИЗЕ [c.24]

Выяснение связи между величиной поляризации и скоростью электродного процесса является важнейшим методом изучения электрохимических процессов. При этом результаты измерений обычно представляют в виде поляризационных кривых — кривых зависимости плотности тока электрода от величины поляризации. Вид поляризационной кривой электродного процесса отражает особенности его протекания. Методом поляризационных кривых изучают кинетику и механизм окислительно-восстановительных реакций, работу гальванических элементов, явления коррозии и пассивности металлов, различные случаи электролиза. [c.341]

Таким образом, одинаковые индифферентные электроды, опущенные вначале в электролит одинаковой концентрации, в результате электролиза оказываются опущенными в растворы разной концентрации. Вследствие этого возникает концентрационный гальванический элемент, электродвижущая сила которого направлена навстречу приложенному извне постоянному электрическому току. Э. д. с. возникшего концентрационного элемента называют э. д.с. концентрационной поляризации. Это явление приводит к уменьшению приложенной э. д. с. и силы тока. Концентрационная поляризация возрастает по мере увеличения плотности тока. Величина концентрационной поляризации зависит от размеров электродов. При одинаковой силе тока, протекающего через раствор, на малых электродах поляризация значительно больше, чем на больших, так как плотность тока в этом случае больше. [c.321]

Ag+ вблизи катода, где эти ионы разряжаются, оказывается несколько меньшей, чем вблизи анода, на котором происходит растворение серебра. В результате образуется концентрационный гальванический элемент, э. д. с. которого направлена против внешней э. д. с., вызывающей электролиз. Следовательно, эта э. д. с. приводит к изменению концентраций электролита вблизи электродов. Такое явление называется концентрационной поляризацией. [c.137]

Электрохимическая поляризация. При электролизе происходит химическое превращение в результате протекания электрического тока через электролит. Этот процесс противоположен протекающему в гальванических элементах, производящих работу. При электролизе затрачивается энергия внешнего источника, который обеспечивает прохождение постоянного тока через раствор или расплав. При этом иа отрицательном электроде, который принято называть катодом, разряжаются катионы, а на положительном электроде— аноде разряжаются анионы. Прохождение тока вызывает изменение электрического состояния электродов и их потенциалов. Разность между потенциалом электрода, когда через систему протекает постоянный ток, и потенциалом при равновесии и том же электролите называется поляризацией. Таким образом, протекание через электролит более или менее значительного постоянного тока делает систему неравновесной. [c.262]

Смещение потенциала электрода от равновесного под действием тока, вызванное изменением химического состояния его, называется химической поляризацией. В результате химической поляризации электродов возникает гальванический элемент, электродвижущая сила которого препятствует электролизу. ЭДС водородно-кисло-родного элемента при 25° С равна 1,227 В (см. табл. 17). [c.261]

Химическая поляризация. Рассматриваемый вид поляризации, возникающей вследствие того, что выделение продуктов электролиза приводит к возникновению гальванического элемента, называют химической или электрохимической поляризацией. Химическая поляризация наблюдается при любом случае электролиза. Следовательно, электрический ток проходит через раствор электролита лишь в том случае, если приложенное извне напряжение превышает встречное напряжение возникающего при электролизе гальванического элемента, это встречное напряжение обусловлено образованием выделяющихся на электродах продуктов разложения. [c.407]

В момент пропускания тока противоположные системы соединены между собой проводником, поэтому они образуют гальванический элемент, при разрядке которого наблюдаются обратные реакции. Э. д. с. этого гальванического элемента направлена против э. д. с., прилагаемой от источника тока. Вследствие электролиза возникает некоторое напряжение между электродами, направленное противоположно направлению, прилагаемому от источника тока это явление называют поляризацией. Различают химическую и концентрационную поляризацию. [c.320]

Если при электролизе водных растворов на химически инертных электродах образуются газы, то возникает дополнительное сопротивление в виде обратно направленной электродвижущей силы. Причина этого заключается, возможно, в том, что образующиеся газы выделяются не сразу, или в том, что происходит задержка разрядки ионов (см. гл. 13 в работе [3]). Однако в любом из этих случаев электролитическая ячейка действует как гальванический элемент, противодействующий приложенной извне электродвижущей силе. Описанное явление называется поляризацией. Величина противодействующей электродвижущей силы зависит от материалов электродов. Например, напряжение, необходимое для прохождения через раствор электрического тока, больше для электродов из гладкой платины, чем для электродов, покрытых платиновой чернью. Как указывалось выше, обратную электродвижущую силу можно представить как сумму потенциалов двух полуэлементов и для разрядки самих ионов необходимо, следовательно, определенное минимальное напряжение. Напряжение, избыточное по отношению к минимальному напряжению или равновесному потенциалу (см. табл. 49) разряда иона, называется перенапряжением. В органических реакциях наибольшее значение имеет перенапряжение при выделении водорода и кислорода, однако оно имеет место также и при выделении других газов, например галогенов. Перенапряжение увеличивается с ростом плотности тока и уменьшается по мере повышения температуры. [c.315]

Химическая поляризация. Электролизом называется процесс химического превращения, происходящего в результате действия электрического тока. Этот процесс противоположен протекающему в гальванических элементах, так как он требует затраты электрической энергии. При электролизе через электролит обычно пропускается постоянный ток й в результате на отрицательном электроде разряжаются катионы, а на положительном — анионы. Первый элек- [c.193]

Аккумуляторы. Обратимый гальванический элемент, образующийся при электролизе в результате химической поляризации электродов, называется аккумулятором. Не всякий аккумулятор пригоден для практических целей. Аккумулятор должен удовлетворять следующим требованиям 1) обладать достаточно большой и мало изменяющейся во времени э. д. с., 2) иметь большую электроемкость, 3) обеспечивать возможность отбора от него токов достаточно большой величины, 4) отличаться простотой конструкции, дешевизной изготовления и большим к. п. д. [c.307]

Перед выполнением работы необходимо ознакомиться 1) е поляризацией электродов при электролизе 2) с компенсационным методом измерения э. д. с. гальванических элементов и вычислением электродных потенциалов 3) с током пассивации и анодной пассивностью при электролизе 4) с механизмом анод-142 [c.142]

Аккумуляторы Несмотря на многочисленные усовершенствования, гальванические элементы разных типов не получили широкого распространения в связи с тем, что они работают лишь до израсходования материала электродов или электролита, после чего становятся негодными для употребления или требуют повторного снаряжения. Электрическая же емкость их невелика. Эти недостатки в значительной мере устранены в аккумуляторах — таких гальванических элементах, в которых сильная и устойчивая поляризация на электродах обусловлена образованием значительного количества электрохимически активных веществ, например окислов. В процессе работы (разрядки) аккумулятора эти вещества вовлекаются в окислительно-восстановительную реакцию, расходуются и таким образом служат источником электричества. Естественно, со временем э. д. с. аккумулятора уменьшается. Первоначальную разность потенциалов и запас активных веществ можно восстановить, если вновь поляризовать электроды аккумулятора, т. е. присоединить их к внешнему источнику тока так, чтобы ток шел в обратном направлении (электролиз, или зарядка аккумулятора). [c.227]

Исследования поляризации и перенапряжения на отдельных электродах имеют большое теоретическое и практическое значение. В технических электролизах в одних случаях приходится принимать меры для уменьшения химической и концентрационной поляризации, например, при электролитическом получении водорода (так как высокая поляризация на электролизе вызывает дополнительный расход электрической энергии на протекание процесса), в других, наоборот, стремятся увеличить поляризацию, например, при электроосаждении металлов в гальванотехнике, так как это позволяет получить более высокого качества осадки металлов. Величина концентрационной поляризации может быть уменьшена перемешиванием раствора. Вредное действие химической поляризации устраняется добавлением окислителей или восстановителей, которые называются деполяризаторами. Катодными деполяризаторами служат окислители, анодными — восстановители. Деполяризаторы широко применяются для проведения различных электрохимических реакций органического синтеза, а также в различных гальванических элементах. [c.268]

Поляризация — разность потенциалов, противоположная по знаку приложенной к электродам извне. Она возникает вследствие появления гальванического элемента, образуемого либо продуктами электролиза, либо вследствие того, что концентрация электролита различна в различных участках ванны. [c.213]

Выделяющиеся на электродах продукты электролиза, а также изменение концентрации электролита вызывают возникновение некоторой разности потенциалов противоположно приложенной. Причины этого явления, которое называется поляризацией электродов, выясняются на следующем примере. Будем измерять силу тока и напряжение в цепи, состоящей из двух платиновых электродов, опущенных в раствор соляной кислоты, при включении небольшой внешней разности потенциалов. Возникающий в начальный момент ток будет уменьшаться до нуля. Это уменьшение силы тока происходит благодаря накоплению водорода на катоде и хлора на аноде, которые образуют гальванический элемент, состоящий из двух газовых электродов водородного и хлорного с собственной электродвижущей силой = ji2—E i , противоположно приложенной разности потенциалов. Поляризацию электродов в этом случае называют электродной в отличие от к о н ц е п т р а ц и о н- [c.164]

Перенапряжение. Потенциалы, при которых металлы выделяются на электродах, часто хорошо соответствуют обратимым электродным потенциалам. Однако во многих случаях эти потенциалы гораздо выше обратимых. Более высокое напряжение вызывается а) падением напряжения /В в гальваническом элементе б) концентрационной поляризацией на электродах в) перенапряжением. Концентрационная поляризация обусловлена тем, что во время электролиза происходит изменение концентрации около электродов и возникает э. д. с. противоположная приложенной, согласно уравнению (10). Энергичное перемешивание понижает концентрационную поляризацию. Падение напряжения 1В в [c.440]

Причиной поляризации может являться не только возникновение нового гальванического элемента вследствие выделения на электродах продуктов электролиза, но и изменение концентрации ионов в приэлектродном пространстве. [c.8]

Кислотные аккумуляторы приготавливают (заряжают) путем электролиза водного раствора серной кислоты (20—30%) между двумя свинцовыми электродами, покрытыми сернокислым свинцом. При этом на катоде осаждается металлический свинец, а на аноде ионы окисляются до РЬ и выделяются в виде перекиси свинца (PbOj). Таким образом, вследствие поляризации образуется гальванический элемент [c.195]

При электролизе водных растворов электролитов электродные процессы осложняются за счет конкуренции ионов (в электролизе могут участвовать ионы воды), перенапряжения (поляризации) и вторичных реакций в приэлектродном пространстве. Для осуществления химической реакции в электролизере в идеальном случае необходимо приложить внешнюю э.д.с., превышающую э.д.с. гальванического элемента на величину сопротивления раствора электролита. Тогда при наличии в растворе нескольких типов анионов и катионов на катоде в первую очередь восстанавливаются те катионы, которым отвечает наиболее положительное значение электродного потенциала в ряду напряжений. На аноде, соответственно, должны окисляться анионы с наиболее отрицательным значением потенциала. В реальных процессах этот порядок выделения ионов часто нарушается за счет перенапряжения. Для примера рассмотрим электролиз водного раствора соляной кислоты с платиновыми электродами. После начала процесса электролиза на катоде выделяется водород Н++е = Н<>, 2H<> = H2f, а на аноде — хлор С1-—е = С1°, 2 F = l2f. При этом газы адсорбиру- [c.297]

При практическом осуществлении электролиза поляризация приводит к увеличению затрат энергии, поэтому ее обычно стремятся устранить, добавляя вещества, связывающие продукты электролиза. Эти вещества называют деполяризаторами. Однако существуют приборы, в которых поляризацию используют в качестве полезного явления. Эти приборы — аккумуляторы. Например, свинцовый аккумулятор устроен следующим образом. Если взять два свинцовых электрода, поместить их в раствор НгЗОч с РЬ504 и проводить электролиз, то на катоде выделяется свинец на аноде РЬ + окисляется до РЬ + и в конечном счете выделяется РЬОг. Это как бы результат поляризации. Таким образом, в результате зарядки аккумулятора получим гальванический элемент [c.384]

Смещение потенциала электрода от равновесного под действием тока, вызванное изменением химического состояния его, называется химической поляризацией. В результате химической поляризации электродов возникает гальванический элемент, электродвижущая сила которого препятствует электролизу. Э. д. с. водородно-кислородного элемента при 25°С равна 1,227 в (см. табл. 18). Однако при электролизе N32804 вследствие накопления щелочи у катода (pH > 7) и кислоты у анода (pH < 7) обратная электродвижущая сила не- [c.212]

В гл. VII было показано, что явление поляризации обусловлено медленностью диффузионного подвода ионов к электродам при электролизе. Опыт, однако, показывает, что существует и другая причина замедления электролиза. Оиа состоит в том, что при электролизе на каждом из электродов накапливаются продукты разложения электролита. В результате этого образуется как бы новый гальванический элемент, э. д. с. которого направлена против внешней э. д. с. (Еве), вызывающей электролиз. При этом существевшо, что напряжение разложения при электролизе всегда превышает равновесную величину э. д. с. указанного гальванического элемента, возникшего вследствие поляризации. [c.267]

Поскольку процессы восстановления ионов водорода и окисления ионов гидроксила протекают с большим перенапряжением, напряжение разложения 1 кн. водного раствора NaOH при комнатной температуре равно 1,67 в, в то время как разность потенциалов Ео — при этих условиях равна примерно 1,2 в. Следовательно, если при электролизе данного электролита с платиновыми электродами образуется кислородно-водородный гальванический элемент, то напряжение разложения этого электролита при указанных условиях при отсутствии концентрационной поляризации будет равно [c.305]

В последнее время широкое распространение получил новый метод полярографического анализа, основанный на предварительном электролитическом концентрировании металлов на стационарных электродах и последуюш,ем анодном растворении их при постепенно снижаюш,емся отрицательном потенциале [1—4]. Брос-ковый ток на стационарном электроде, полученный в определенных условиях, правильно отражает явление концентрационной поляризации и может быть использован для построения полярографических 1—Е кривых [5—6]. Необходимым условием воспроизводимости бросковых токов является полная гальваническая деполяризация электрода после каждого измерения, осуш,ест-вляемая коротким замыканием электродов. При коротком замыкании электродов после предварительного электролиза наблюдается обратный бросок тока, являюш,ийся следствием разрядки гальванического элемента. До последнего времени обратный брос-ковый ток не привлекал достаточного внимания исследователей, и поэтому в настояш ей работе нами была предпринята попытка изучить это явление и выяснить возможности применения его в полярографии. [c.179]

Перед выполнением работы необходимо ознакомиться 1) с равновесным потенциалом и потенциалом разряда ионов металла 2) с факторами, влияющими на потенциал разряда иолов металла 3) с поляризацией электродов и причинами ее возникновения при электролизе 4) с измерением э. д. с. гальванических элементов и вычислением электродного потенциала 5) с поляризацией электродов при электроосаждении меди в сернокислых и пирофосфлтных электролитах для меднения. [c.137]

Отсюда следует, что как только через раствор Си304 начнет проходить электрический ток, на электродах тотчас л<е образуются окислительно-восстановительные пары на катодеСи"/Си-на аноде 02 + 4Н /2Н20. Процесс образования пар во время электролиза называется поляризацией электродов. Поляризованные электроды — это полуэлементы гальванического элемента, в котором электрический ток направлен противоположно внешнему току [c.247]

Поляризация при электролизе. В процессе электролиза водного раствора НС1 при платиновых (нерастюримых) электродах на катоде выделяется водород, а на аноде хлор. Эти газы адсорбируются на платине, создавая газовые электроды. Если отключить источник тока и соединить возникшие электроды через гальванометр, то он покажет наличие тока электрохимической поляризации. Направление тока обратно направлению тока от источника. Ток поляризации, таким образом, уменьшает силу тока от источника, и электролиз может совсем прекратиться. Э. д. с. возникшего гальванического элемента (—) Р1 I Н I НС1 [c.221]

Казалось бы, что для осуществления нормального течения электролиза необходимо приложить к электродам внешнюю э. д. с., теоретически равную (но не меньшую) э. д. с. гальванического элемента, возникающего внутри ванны в ходе того или иного процесса. Однако фактически требуемая величина напряжения разложения в большинстве случаев оказывается большей, чем э. д. с. поляризации. Разность между истинным значением напряжения разложения и э. д. с. соответствующего гальванического элемента называется перенапряжением. Например, напряжение разложения 1 н. растворов кислородных кислот равно 1,7 в, а э. д. с. поляризации газовой водородокислородной цепи, возникающей при электролитическом разложении этих веществ, составляет 1,07 в. Таким образом, разность 1,7— 1,07 = 0,63 в и представляет собой величину перенапряжения. [c.279]

Решение. На катоде выделяется водород. Катодный процесс описывается уравнением 2НаО 2е = Hj -4 20Н . Потенциал выделения водорода равен —0,83 В. Стандартный окислительно-восстановительный потенциал фтора равен 2,85 В. При электролизе существенную роль играет поляризация электродов. При пропускании через раствор электролита электрического тока на Электродах образуются окислительно-восстановительные пары на катоде 2Н2О/Н2 20Н , а на аноде FJ/2F". Эти окислительно-восстановительные пары являются полуэлементами гальванического элемента [c.147]

Явления поляризации и перенапряжения имеют большое практическое значение. Электродная и концентрационная поляризации часто оказываются вредными в процессах электролиза и работы гальванических элементов. Уменьшение эффекта концентрационной поляризации при электролизе достигается перемешиванием раствора электролита. Эффекты вредного дехгствия электродной поляризации ликвидируются добавлением специальных веш еств окислителей или восстановителей, которые называются деполяризаторами. Химическое взаимодействие этих веществ с выделяемыми веществами па электродах устраняет причины поляризации электродов. Катодными деполяризаторами служат различные окислители. Так, например, применяется окись медн, взаимодехгствующая с выделяю-1ЦИМСЯ на катоде водородом На-ЬСиО - > Си+НзО. Наряду с другими может быть применена двуокись марганца, также реагирующая с водородом [c.167]

Химическая поляризация. Электролизом называется процесс химического превращения, происходящего в результате действия электрического тока. Этот процесс противоположен протекающему в гальванических элементах, так как он требует затраты электрической I энергии. При электролизе через электролит обычно пропускается постоянный ток и в результате на отрицательном электроде разряжаются катионы, а на положительном — анионы. Первый электрод принят называть катодом, а второй — анодом. На катоде всегда присходят йроцессы восстановления, а на аноде — окисления. [c.187]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология