Потери тока на выделение водорода при электролизе

ПОТЕРИ ТОКА НА ВЫДЕЛЕНИЕ ВОДОРОДА ПРИ ЭЛЕКТРОЛИЗЕ [c.53]

Некоторые потери тока на побочные электродные процессы все же происходят в процессе электролиза воды, что обусловлено наличием различных загрязнений в электролите и некоторой (небольшой) растворимостью Нг и Ог в электролите. При попадании в электролит примесей, содержащих соединения железа, никеля или других более электроположительных металлов, чем водород, на катоде одновременно с выделением Нг эти примеси восстанавливаются с образованием ионов меньшей валентности или металлической губки. На этот процесс расходуется некоторая часть тока, проходящего через электролитическую ячейку. [c.66]

В этом смысле гораздо удобнее ванны с враш,аюш,имся ртутным катодом (рис. 20). В таких ваннах во много раз снижается количество ртути на единицу катодной поверхности и уменьшаются ее потери, а скорость осаждения галлия увеличивается [36]. Катод представляет собой полый металлический барабан, погруженный на несколько миллиметров в ванну, заполненную ртутью. При вращении поверхность барабана постоянно покрывается свежим слоем ртути. Анод изготавливается из никелевой сетки, охватывающей барабан. Оптимальная катодная плотность тока лежит в пределах 0,3—0,5 а дм . Катодный потенциал равен 1,8—1,9 в. Увеличение плотности тока усиливает выделение на катоде водорода и натрия, тогда как осаждение галлия не увеличивается. Электролиз ведется при 40—50° С (такую температуру имеют алюминатные растворы). [c.160]

Так как электроаналитическое определение производится по оценке привеса электрода, на котором выделяется данное вещество, то следует обеспечить такие условия, чтобы только это вещество (данный металл) на электроде и выделялось. Следовательно, для электролиза, производимого в аналитических целях, желательно обеспечить стопроцентный выход по току. Одновременное выделение водорода также недопустимо, так как приводит к получению непрочного осадка и механическим потерям. [c.289]

На металлических электродах, на которых при выделении водорода перенапряжение велико, самым медленным частичным процессом является, как правило, выход электрона из электрода и присоединение его к иону поэтому именно он определяет скорость реакции. Этот процесс по своей сущности является химической реакцией, так как каждая химическая реакция связана с изменением числа внешних электронов атома или характера их движения. В гальванических элементах такой процесс проходит самопроизвольно, то есть он сопровождается уменьшением свободной энергии, однако и в этом случае требуется энергия активации. Если электролиз идет при помощи внешнего источника тока, то свободная энергия продуктов электродного процесса больше, чем у исходных веществ эта добавочная энергия и поставляется внешним источником. Для того чтобы начать и затем поддерживать электродный процесс, в большинстве случаев необходима еще и некоторая активация, то есть требуется подвести несколько больше энергии, чем дает разность между энергиями исходных веществ и продуктов электродного процесса. Хотя энергия активации нужна только временно, она, по существу, для нас все же потеряна, так как рассеивается в окружающее пространство в виде термической энергии. [c.181]

Катодный выход по току никеля обычно составляет 95—98%. На долю побочного катодного процесса выделения водорода при используемой кислотности католита (pH = 2—5) приходится не более 1—2% тока остальные потери определяются утечками. Анодный выход по току (на сумму растворяющихся металлов) при электролизе металлических анодов мало отличается от катодного. [c.82]

В процессе электролиза воды с повышением плотности тока напряжение на электролизере увеличивается главным образом в результате роста падения напряжения в электролите и диафрагме и в значительно меньшей степени за счет возрастания перенапряжения выделения кислорода и водорода. Это объясняется тем, что величина перенапряжения выделения этих газов связана с плотностью тока полулогарифмической зависимостью Тафеля, в то время как потери напряжения в диафрагме прямо пропорциональны плотности тока но линейной зависимости, а рост падения напряжения в электролите еще более интенсивен из-за увеличивающегося газонаполнения. [c.131]

Растворы электролитов для получения хрома готовят из феррохрома, либо хромовой оксидной руды. Электролиз осуществляют в электролизерах со свинцово-серебряными или свинцовыми анодами и алюминиевыми или стальными катодами. Для снижения потерь тока на выделение водорода осуществляют процесс электролиза растворов солей трехвалентного хрома с высокой буферной емкостью при pH = 4—6 в электролизерах с диафрагмой, либо в бездиафрагменных электролизерах проводят электролиз растворов хромовой кислоты Н2СГО4 при по-выщенных плотностях тока и низких температурах. [c.270]

При электролизе с ртутным катодом к подщелачиванию анолита приводят все процессы, сопровождающиеся выделением водорода. Подщелачиванию способствует наличие амальгамных ядов в рассоле, чрезмерное увеличение концентрации щелочного металла в амальгаме, оголение части стального днища, накопление железной амальгамы и др. В этом процессе растворенные в анолите хлор и продукты его гидролиза осложняют процессы донасыщения отработанного анолита и приводят к потере части уже выработанного хлора и каустической соды и к снижению выхода хлора и щелочи по току. [c.164]

Растворение в воде электролитов (щелочей, кислот, оснований) - веществ, сообщающих раствору способность проводить электрический ток, позволяет осуществить электрохимическое разложение (электролиз) воды. Электролиты должны иметь высокую электропроводность чтобы снизить потери напряжения на преодоление их омического сопротивления, и состав ионов, обеспечивающий выделение на катоде только водорода, а на аноде - кислорода. [c.41]

Пример 2. Определить степень использования электроэнергии при электролизе раствора хлорида натрия, если концентрация раствора Na l равна 310 г/л, перенапряжение выделения хлора 0,192 В, перенапряжение выделения водорода 0,210 В, суммарные омические потери, включая диафрагму, составляют 1,051 В. Выход по току равен О, 96. [c.275]

Материальный баланс. Доли потерь электрического тока на побочные реакции в катодном и анодном процессах не одинаковы. На катоде развиваются побочные процессы, приводящие к выделению водорода и катодному восстановлению хлора. На аноде основным побочным процессом является выделение кислорода или оксида углерода (IV). Кроме того, часть выделившегося на аноде и рэи-т-ворившегося в анолите хлора восстанавливается на катоде до хлорида. Баланс тока для нормального хода электролиза приведен в табл. 15. [c.97]

Так, если при накладывании на катод вполне. качественной листовой диафрагмы останутся незащищенные ею участки катодной поверхности, то при электролизе водород начнет частично выделяться в анодное пространство, образуя взрывоопасную смесь с хлором, при этом увеличатся и потери выхода по току. Неодинаковая толщина диафрагмы на поверхности катода приводит к неравномерной протекаемости осажденной диафрагмы и к изменению концентрации щелочи в различных зонах катодного пространства, а также к уменьшению выхода по току. Наличие на катодной сетке участков, на которых затруднено про-сасывание осаждаемого асбестового волокна, вызывает оголение катода и выделение водорода в анодное пространство. [c.126]

Через катодные пространства каскада последовательно включенных электролизеров протекает раствор серной кислоты (концентрация 500 г л) заметного изменения концентрации или химического состава при этом не происходит. По выходе из катодного пространства тот же раствор перекачивается обратно для подачи в последовательно включенные анодные камеры. В цехе электролиза происходит выделение водорода, а поэтому требуется усиленная вентиляция. До поступления раствора в первое анолитное отделение к нему добавляется раствор роданистого аммония и соляной кислоты в количествах, соответствующих содержанию 0,15 г H NS и 0,037 г НС1 на 1 л анолита. Температура католита обычно должна быть на 5° ниже температуры анолита. Через катодные свинцовые змеевики и вставленные в аноды стеклянные сосуды пропускают охлаждающую воду, чтобы температура анолита была не выше 20—30°. Электролит на выходе из последней ванны содержит 25—30 г пероксодисерной кислоты на 100 сж раствора. Среднее падение напряжения на зажимах электролизера составляет 5,5—5,7 в для анода из чистой платины и 5,2— 5,3 в для комбинации платины с танталом. Работа производится при плотности тока около 0,86 а1см при плотностях тока, превышающих 1 a/ ж наблюдается значительная потеря платины. Нормальная сила электрического тока составляет 950 а на каскад. Выход по току заметно колеблется в зависимости от температуры. При 950 а на каскад и температуре охлаждающей воды 2° этот выход. [c.117]

Первой работой, посвященной изучению влияния добавок к рассолу на скорость выделения водорода при электролизе с неподвижным ртутным катодом, была работа Вокера и Петерсона [231]. Авторы исследовали влияние солей кальция, магния, железа, никеля и кобальта, добавляемых к раствору химически чистого хлористого натрия. Интересно отметить, что потери тока на выделение водорода при электролизе раствора чистого хлористого натрия составляли около 1,5%, а при электролизе раствора технической поваренной соли около 0,5%. Было обнаружено, что при добавлении к раствору ЫаС1 1 мг/л соли никеля (считая на металл ) потери [c.36]

Впервые сильное действие незначительных количеств хрома на скорость разложения амальгамы в электролизере было обнаружено Глязером [13]. Первой работой, посвященной изучению влияния добавок к рассолу на скорость выделения водорода при электролизе с неподвижным ртутным катодом, была работа Вокера и Петерсона [14]. Авторы исследовали влияние солей кальция, магния, железа, никеля и кобальта, добавляемых к раствору химически чистого хлористого натрия. Интересно отметить, что потери тока на выделение водорода при электролизе раствора чистого хлористого натрия составляли около 1,5%, а при электролизе раствора технической поваренной соли около 0,5%. Было обнаружено, что при добавлении к раствору хлористого натрия I мг/л соли никеля (считая на металл ) потери тока увеличивались на 1,5%, а при добавлении 30 мг/л соли никеля потери тока возрастали до 30%. При введении 3 мг/л соли железа потери тока увеличивались на 0,5%, а при введении 30 мг/л соли железа потери возрастали до 2% в присутствии 30 мг/л соли кобальта потери тока увеличивались до 23%. Влияние указанных добавок усиливалось в присутствии солей кальция и магния. [c.27]

ВЫХОД ПО ТОКУ (ВТ) — доля электричества, израсходованная непосредственно на выделение ка-кого-либо вещества в ходе электролиза, ВТ определяется опытным путем из соотношения ВТ = mjlte — mlQe (см, Фарадея законы), где т — количество выделившегося (или растворившегося) вещества за время г (в секундах), в течение к-рого через электролитич. ячейку проходил ток с силой г, е — электрохимический эквивалент в-ва. Точную величину количества прошедшего электричества Q=it обычно определяют с помощью кулометра. При умножении вышеприведенного соотношения на 100 получается ВТ в процентах. При электролитич. получении многих веществ ВТ часто меньше 100% из-за частичного расхода электрич. тока на побочные процессы. При проведении электролиза в водных р-рах таки.ми побоч-ны.ми процессами являются выделение водорода на катоде и кислорода на аноде. ВТ для многих случаев электролиза зависит от плотности тока, концентрации электролита, pH р-ра, природы материала электрода и от др. факторов. ВТ снижается также из-за утечек тока, потерь нродуктов электролиза, из-за взаимодействия катодных и анодных продуктов электролиза, В наиболее совершенных электролизерах при отсутствии побочных электролитических процессов ВТ достигают 100%. н. Е. XoMijmos. [c.356]

Однако в процессах получения хлора и каустической соды, хлоратов, растворов гипохлоритов, электролиза воды и ряде других как для анода, так и для катода требуются материалы с минимальными похенциалами выделения хлора или соответственно в процессе электролиза воды — кислорода на аноде и водорода на катоде. Потенциал электрода для одного и того же материала зависит от плотности тока и изменений, которые могут происходить с поверхностью электрода в процессе длительной работы, а также условий их эксплуатации. Конструкция электродов влияет на величину газонаполнения электролита и потери напряжения на преодоление сопротивления газонаполненного электролита. [c.37]