Выделение водорода на других катодах

И связанного с этим уменьшения потенциала пары 2Н+/Н2 предупредить выделение водорода при электролизе можно также, проводя электролиз с ртутным катодом. Перенапряжение водорода на ртути особенно велико (около —1 в), поэтому применение ртутного катода дает возможность количественно выделять многие металлы, которые нельзя осадить на платине вследствие выделения водорода. Другое преимущество ртутного катода заключается в том, что выделяющиеся металлы образуют с ртутью амальгамы— разбавленные растворы этих металлов в ртути, и значительно меньше переходят в раствор (т. е. окисляются), чем эти же металлы в чистом виде. Вследствие этого на ртутном катоде можно выделить (при низкой концентрации Н+-ионов) даже щелочные металлы. Большое значение имеет применение ртутного катода для отделения Ре + и ряда других катионов от А1 +, Цз+ и т. д. [c.436]

Электролиз расплавленных сред используют для получения ряда металлов, сплавов и других соединений, которые другими методами получить невозможно или экономически невыгодно. К примеру, щелочные и щелочноземельные металлы, такие как натрий, калий, кальций, магний, ряд тугоплавких и редких металлов, а также фтор получают электролизом расплавленных сред, поскольку электролизом водных растворов их получить практически невозможно из-за высокой реакционной способности (фтор, щелочные металлы) и протекании на электродах, в основном, процессов выделения водорода (на катоде) или кислорода (на аноде). [c.202]

Кроме выделения водорода на катоде проходят и другие побочные процессы. Так, амальгама натрия и ртуть реагируют с хлором по следующим реакциям [c.95]

Непрерывно возникают и развиваются новые перспективные области применения углеграфитовых электродов.. В первую очередь это гидроэлектрометаллургия цветных металлов и электро-оргаиический синтез. Другое интересное направление — уже упоминавшийся прямой электрохимический синтез пероксида водорода при восстановлении кислорода на угольных электродах. Еще одно перспективное направление — использование поляризованных высокодисперсных угольных сорбентов для детоксикации, очистки сточных вод и выделения полезных элементов из морской воды. Новым вопросом является электрохимическая конверсия ископаемых углей, т. е. их электрохимическое окисление с одновременным выделением водорода на катоде. С целью крупномасштабной экономии энергии анодное окисление ископаемых углей может сочетаться с технически важными катодными процессами. [c.248]

В наиболее простых случаях условия электролиза не контролируют, а проводят его при приблизительном постоянстве силы тока. Так, например, при выделении меди из раствора, не содержащего катионов других металлов, способных восстанавливаться, создают достаточно большую силу тока, чтобы происходило выделение водорода на катоде. [c.237]

Многочисленные попытки подобрать другие материалы или гальванические покрытия стальных катодов для снижения величины перенапряжения выделения водорода на катоде пока не дали положительных результатов. [c.141]

Важной особенностью хромирования является более легкое выделение водорода на катоде, чем хрома водород начинает выделяться при более положительном потенциале, чем хром, и выход по току при хромировании намного (в три -- пять раз) меньше, чем при осаждении других металлов. На выход хрома по току существенно влияют плотность тока и температура электролита. [c.4]

Исследованиями Н. П. Федотьева, Н. В. Березиной и Е. Т. Кругловой , определявших потенциалы выделения водорода на катодах из различных материалов при различных способах обработки поверхности катода или нанесении на нее металлических или других покрытий, установлено следующее [c.34]

Металлы, осаждение которых затруднительно. Многие металлы не могут быть осаждены из водных растворов. В самом деле, почти все металлы группы А периодической системы (стр. 447) представляют большие трудности при осаждении из водных растворов, так как нормальное выделение водорода на катоде требует более низкого значения потенциала, чем осаждение металла в подобных случаях результатом электролиза может быть преимущественно выделение водорода и в большинстве случаев образование осадка металлического окисла или гидроокиси (образующихся вследствие осаждения металлической соли щелочью, которая получается в результате израсходования ионов водорода). В случае хрома, марганца и молибдена эти затруднения можно преодолеть в других случаях, где значение электродного потенциала таково, что мешает осаждению. металла в присутствии воды, еще возможно осаждение его из органического раствора или из расплавленной соли, как, например, в случае алюминия такие ванны упомянуты на стр. 721. [c.676]

Различные условия изучались Моррисом, который подвергал сталь воздействию кислоты бе наложения э. д. с. Для этой цели он использовал прибор (фиг. 85), предназначенный для измерения по отдельности 1) водорода, выделившегося на поверхности железного листа, находящейся в соприкосновении с кислотой, и 2) водорода, диффундирующего через металл и собирающегося в виде газа на противоположной поверхности. Хотя эти условия эксперимента проще, чем при исследовании Этена, электрохимические факторы в данном эксперименте являются более сложными, так как протекающий ток не зависит от экспериментатора, а возникает в результате действия местных элементов. Как правило, наличие в жидкости вещества, стимулирующего анодную реакцию, увеличивает общее выделение водорода на катоде, наоборот, анодный замедлитель уменьшает общее выделение водорода Однако, если контроль не является полностью анодным, катодный замедлитель также уменьшает общее выделение водорода если он является ядом , который воздействует только на вторую стадию катодной реакции, относительное количество водорода, входящего в металл, может увеличиться, с другой стороны, если замедлитель воздействует на первую стадию, концентрация атомарного водорода в стационарных условиях уменьшается и количество водорода, входящего в металл, также уменьшается. Моррис нашел, что желатин, свекловичный сахар и лимоннокислое олово уменьшают общее количество водорода, выделяющегося в лимонной кислоте, а также уменьшают относительное количество водорода, диффундирующего в металл. [c.366]

Этот тип поляризации обусловлен замедленностью электродной реакции или, говоря другими словами, потребностью в энергии активации для начала электродной реакции. Наиболее ярким примером может служить восстановление ионов водорода на катоде Н" -> /гН — е. Активационная поляризация для этого процесса называется водородным перенапряжением (или перенапряжением выделения водорода). Считают, что на платиновом катоде реакции протекают в такой последовательности. Сначала идет относительно быстрая реакция [c.53]

Во избежание образования и накопления гидроокиси у катода кислотность растворов солей металлов в процессе электролиза должна быть постоянной. Минимальная необходимая кислотность зависит прежде всего от константы гидролиза соли и потенциалов выделения на катоде металла и водорода. При этом необходимо учитывать, что при электролизе, сопровождающемся выделением водорода, значение pH прикатодного слоя всегда выше pH в объеме электролита, особенно в том случае, когда в растворе присутствуют соли щелочных металлов. Для поддержания постоянной малой кислотности электролитов цинкования, никелирования, кадмирования, железнения и других к ним добавляют специальные вещества, сообщающие в определенном интервале pH высокие буферные свойства. Такими веществами являются слабо диссоциированные неорганические и органические кислоты (борная, уксусная, аминоуксусная, муравьиная и др.) или их соли. [c.344]

Таким путем определяют медь, свинец, висмут, кадмий и некоторые др. металлы. В качестве катода удобно брать металлическую ртуть, так как образование амальгам облегчает электролитическое выделение многих металлов. С другой стороны, на металлической ртути сильно затруднено выделение водорода, и поэтому легко избежать побочной реакции разложения воды под действием электрического тока. [c.221]

Важнейшим методом разделения металлов является их электролитическое выделение на ртутном катоде. Поскольку перенапряжение водорода на ртути превышает 1 В, из раствора можно выделить многие металлы. Однако алюминий, скандий, титан, ванадий, вольфрам и некоторые другие даже и в этих условиях не могут быть выделены, а ионы щелочных и щелочноземельных металлов восстанавливаются только в щелочном растворе. Напротив, железо можно успешно удалить электролитическим путем из переведенного в раствор алюминиевого сплава. Указанный способ можно также применять для очистки растворов урана. Выделение веществ на ртутном катоде чаще всего проводят при контролируемом потенциале, опти- [c.265]

Один из наиболее распространенных методов защиты от коррозии состоит в катодной поляризации металла. Из рис. 92 видно, что при отклонении потенциала металла в отрицательную сторону от скорость анодного растворения металла уменьшается, а скорость выделения водорода увеличивается, т. е. катодная поляризация уменьшает скорость коррозии. Катодную поляризацию можно создать от внешнего источника тока. Этот метод называют методом катодной защиты. Можно также соединить основной металл с другим металлом (протектором), который в ряду напряжений расположен левее. Часто для протекторной защиты используют магний или алюминий, при помощи которых защищают рельсы, мачты и другие конструкции. Протектор постепенно растворяется и его надо периодически заменять. Примером протекторной защиты служит также цинкование железных изделий. Железо является катодом локального элемента, а цинк—анодом. Следовательно, локальные токи вызывают коррозию покрытия, тогда как железо оказывается защищенным от коррозии. [c.214]

Следует отметить, что плотность тока выделения водорода в существенной степени зависит от условий электролиза, главным образом от наличия загрязнений на поверхности ртутного катода. Содержащиеся в растворе примеси, например ионы железа и других металлов, разряжаются на катоде, что приводит к увеличению вязкости ртутного катода, снижению линейной скорости его протекания и, в некоторых случаях, появлению на поверхности ртутного катода островков выделившихся металлов, на которых перенапряжение водорода существенно ниже, чем на ртути. Все это способствует ускорению выделения водорода, подщелачиванию раствора электролита, повышению концентрации в растворе хлороксидных соединений и снижению выхода по току щелочного металла как за счет ускорения выделения водорода на катоде, так и за счет увеличения плотности восстановления растворенного хлора и хлороксидных соединений. Поэтому основными условиями достижения высоких выходов по току щелочного металла являются хорошее перемешивание ртутного катода, что достигается при высокой линейной скорости его движения, и высокая чистота поступающего на электролиз раствора хлорида металла, а также достаточно высокая плотность тока электролиза, существенно превышающая скорость побочных реакций. [c.87]

При электролизе водных растворов на катоде обычно выделяется водород. Изменения возможны только в том случае, если в растворе присутствуют катионы, разряжающиеся иа данном катоде при потенциалах, более полож-ительных, че г потенциал выделения водорода, либо если присутствуют вещества, легко восстанавливающиеся на катоде. Для того чтобы на катоде протекали другие реакции с потенциалами, отрицательнее потенциала выделения водорода, необходилмо принять меры для повышения перенапряжения выделения водорода па катоде. Так, например, при проведении процессов электрохимического восстановления органических соединений используют катоды из материалов с высоким перенапря кением выделения водорода, таких, как ртуть, свинец,. магнетит и др. [c.11]

Лучшие результаты были получены при применении в качестве электролита растворов солей щелочных металлов (Naj Og, К2СО3), а также растворов кислот и щелочей. При указанных электролитах происходит, с одной стороны, более энергичное выделение водорода у катода, а с другой стороны, более интенсивно протекает парообразование. Оба эти фактора создают благоприятные условия для перехода от первой фазы процесса ко второй. [c.105]

Для выделения водорода на ртути необходима, следовательно, значительная поляризация катода. Так, например, из нейтрального раствора, в котором обратимый потенциал водорода равен —0,415 в, сколько-нибудь заметное выделение водорода возможно лишь при потенциале катода около 1,26 в. В то же время разряд на ртути ионов щелочного металла, например Ыа+, или любого другого, способного образовывать со ртутью амальгаму, растворяющуюся в избытке ртути, будет происходтъ при потенциале ниже обратимого, т. е. сопровождаться явлением деполяризации. Вследствие этого ион Ма+, для которого равно -весный потенциал в нормальном растворе его соли равен — 2,7 в, разряжается в заметных количествах уже при потенциале ртутного катода, равном —1,2 в. Фактически выделение водорода при электролизе хлористых натрия и калия происходит не из нейтрального раствора, а из слабощелочного, образующегося в непосредственной близости от катода уже в первые моменты электролиза. Поэтому потенциал разряда водорода становится еще более отрицательным. В условиях практического электролиза при больших плотностях тока и незначи1ельной концентрации натрия в амальгаме выделение водорода на катоде в заметных количествах возможно лишь при потенциале около —2 в. [c.325]

Хотя уравнение (13) является лишь приближенным, оно имеет практическое значение, так как может быть использовано для расчета предельной плотности тока при осаждении металла или при электролитическом окислении или восстановлении в растворе известной концентрации при небольшом перемешивании. Есяи только потенциал, при котором происходит данный процесс, значительно ниже значения потенциала другого возможного процесса, например выделения водорода на катоде или выделения кислорода или галоида на аноде, то выход по току будет равен 100°/о ДО тех пор, пока не будет превзойдена предельная плотность тока. Если плотность тока возрастает выше предельного при данных условиях значения, то выход по току для основного процесса неминуемо уменьшится и часть тока пойдет на другую реакцию. Конечно, следует помнить, что во время электролиза концентрация расходуемого на электроде вещества в растворе должна неизбежно уменьшаться, если только она не возмещается каким-нибудь образом. Из этого следует, что предельная плотность тока, соответствующая 100-процентному выходу вещества, будет постепенно падать во времени. [c.598]

Основные положения, относящиеся к обратимому восстановлению на катоде или к окислению на неизменяющемся аноде, были уже приведены в гл. XIII. Если потенциал катода поддерживается при несколько более отрицательном значении или потенциал анода — при более положительном, нежели обратимый потенциал системы, то будет иметь место восстановление или соответственно окисление. По мере возрастания плотности тока будет иметь место некоторая поляризация, вызванная изменениями в концентрации вещества у поверхности электрода, и будет, наконец, достигнута предельная для данного конкретного процесса плотность тока. Всякое дальнейшее возрастание плотности тока будет сопровождаться другой реакцией, например выделением водорода на катоде или выделением кислорода или хлора на аноде. В некоторых [c.670]

Некоторые авторы полагают, что бл ескообразователи или продукты их катодного восстановления, адсорбируясь на катоде, благоприятствуют росту кристаллов в плоскости, параллельной поверхности покрываемого металла. Происходит поочередная адсорбция и десорбция добавок. В качестве доказательства этой гипотезы приводится слоистость блестящих осадков. Однако слоистость покрытий не обязательно обусловливается адсорбцией и десорбцией поверхностно активных веществ. Например, слоистое строение некоторых покрытий вызывается неравномерностью выделения водорода на катоде [108]. Согласно второй теории, блескообразователи адсорбируются не на всей поверхности катода, а лишь на ее активных центрах [109, 118, 132]. По мнению Ю. Ю. Матулиса [109, 133], блескообразователи не успевают диффундировать ко всем катодным участкам из-за их малой концентрации по сравнению с другими компонентами раствора. Он считает, что блеск осадков во многих случаях вызывается не первичными добавками, а продуктами их восстановления выделяющимся на катоде водородом или продуктами их взаимодействия с электролитом. Как правило, адсорбционная пленка представляет собой золь высокой степени дисперсности. Стабилизируется этот золь либо защитными коллоидами, либо образованием комплексов с блескообразователями. [c.27]

Низко перенапряжение водорода на никеле Ренея [35, 36]. Если в электролите присутствуют хотя бы следы ионов железа или других металлических катионов, способных разряжаться при потенциале выделения водорода, на катоде образуется металлическая губка, влияющая на потенциал катода. Сильно развитая поверхность железной губки снижает действительную плотность тока на катоде и обусловливает сравнительно низкое значение потенциала выделения водорода, как это наблюдается, например, при электролизе водных растворов хлоридов щелочных металлов [37]. [c.18]

Фторид аммония имеет гексагональную решетку, чем отличается от галогенидов щелочных металлов, а также от других галогенидов аммония, которые имеют кубические решетки. Термическая диссоциация количественно не изучалась, но известно, что уж(3 при температуре ниже 100° она значительна, в то время как у хлорида аммония она становится заметной приблизительно выше 200° для диссоциации же других галогенидов аммония необ-ходилмы еще более высокие температуры. В отличие от других галогенидов, фторид аммония практически нерастворим в жидком аммиаке, но легко растворяется в воде. Электролиз водных растворов приводит к выделению водорода на катоде и смеси азота и кислорода на аноде [174]. Фторид аммония хорошо растворим во фтористоводородной кислоте. [c.28]

Несмотря на некоторую деполяризацию, действие блескообразователей сопряжено с выделением водорода на катоде. Многие оныты явно показали, что блестящие покрытия олова возникают в тех пределах плотностей тока, при которых наряду с осаждением олова начинается заметное выделение водорода. Для изучения этого параллелизма был проведен ряд измерений катодной поляризации при прибавлении в кислый электролит 3п304 разных количеств блескообразователей, взятых в отдельности. Эти измерения ноказали, что некоторые блескообразователи, как,, например, формалин и камфора, пе проявляют заметного действия на катодную поляризацию олова. Другие жо, как, например, фурфуро" - [c.479]

При меньшнх плотностях тока убыль определяемых ионов у катода успевает пополняться в результате диффузии их из других частей раствора. Вследствие этого потенциал, образующийся на (атоде окислительно-восстановительной пары, например Си +Л и, все время поддерживается на необходимом уровне вплоть до практически полного осаждения Си +-ионов. Таким образом выделение водорода предотвращается, и на катоде образуется плотный блестящий слой меди, который держится на нем очень прочно и имеет меньшую поверхность. Ошибки, зависящие от потери части осадка и его окисления, при этом устраняются, и определение дает точный результат. [c.437]

При электроанализе определяют массу осадка, образовавшегося на электроде в результате протекания количества электричества, достаточного для полного, илн практически полного, выделения данного вещества. Образование осадка может происходить ири этом на катоде (разряд металлических ионов с выделением металла) илн на аноде (разряд анионов с образованием соответствующих солей или оксидов). Если химический состав осадка известен, нетрудно по его массе рассчитать содержание определяемого вещества в исходном растворе. Так как количество электричества, пошедшее на получение осадка, не входит в последующие расчеты, то при электроанализе выход по току определяемого вещества необязательно должен равняться 100%. Част(. тока может пойти на другие электродные реакции при том условии, что они пе изменят состава осадка и не нарушат его компактности и прочности сцепленит с электродом. С этой точки зрения можно допустить расход некоторой доли тока на выделение водорода или кислорода. Необходимо, однако, иметь в виду, что чем меньиге выход по току определяемого вещества, тем больше придется затратить времени на анализ. [c.284]

В результате электрохимического акта образуется адсорбированный катодом атомарный водород. При заданной плотности тока доля поверхности электрода, занятая атомами водорода, составляет некоторую величину 0 н. Если поляризация электрода обусловлена только замедленностью электрохимической стадии, то все остальные стадии, в том числе и удаление адсорбированного водорода, совершаются с несравненно большими скоростями, чем перенос заряда, и, следовательно, заполнение при данном токе должно быть равно (или почти равно) заполнению 0н в отсутствие результативного тока, т. е. при равновесном потенциале водородного электрода 0 н = 0н- Степень заполнения поверхности электрода адсорбированным атомарным водородом в условиях его катодного выделения определяется в первую очередь природой металла и для данного металла зависит от потенциала электрода. Она ничтожно мала (0 = 0) на Нд, РЬ, Сс1 и на других мягких или ртутеподобиых металлах. В согласии с этим выделение водорода по реакциям (17.78) и (17.79) может происходить несколькими путями и, соответственно, описываться различными кинетическими уравнениями. [c.361]

Кроме величины поляризации на скорость электродных процесс сов влияют некоторые другие факторы. Рассмотрим катодное восстановление ионов водорода. Если катод изготовлен нз платины, то для выделения водорода с заданной скоростью необходима определенная величииа катодной поляризации. Прп замене платинового электрода на серебряный (при неизменных прочих условиях) для получения водорода с прежней скоростью понадобится большая поляризация. При замене катода на свинцовый поляризация потребуется еще большая. Следовательно, различ)1ые металлы обладают различной каталитической активностью по отношению к процессу восстановления ионов водорода. Величина нс-ляризацни, необходимая для протекания данного электродного процесса с определенной скоростью, называется перенапря жением данного электродного процесса. Таким образом, нерс напряжение выделения водорода на различных металлах различно, [c.303]

Такое воспроизведение структуры было обнаружено при осаж денин меди (рис. Х1-2) и некоторых других металлов на одноименном и даже чужеродном катодах при малых плотностях тока, т. е. при относительно небольшой линейной скорости роста кристаллов и небольшой толщине осадка. С увеличением толщины покрытия ориентирующее влияние поверхности основания постепенно уменьшается вследствие того, что некоторые побочные процессы, сопровождающие осаждение металла (адсорбция различных веществ на катоде, выделение водорода и др.), нарушают [c.339]

Прп плотностях тока выше пред параллельно с разрядом ионов металла выделяется водород. Если принять, что эти процессы протекают независимо друг от друга, можно было бы считать, что общая катодная плотность тока к (рассчитанная на исходную поверхность основы — гладкого катода) равна сумме предельного тока пред и тока выделения водорода нз, т. е. к = пред + На- Тогда, определив по катодной поляризационной кривой значение пред, можно было бы рассчитать выход по току металла как ВТме = пред/ к- [c.133]

После пропускания тока одна пластина (катод) заполняется губчатым свинцом, а другая (анод) пористым слоем диоксида свинца. Внешним признаком того, что аккумулятор заряднлся и его можно отключать от генератора постоянного тока, является электролиз воды выделение газообразного водорода (у катода) и кислорода (у анода) — жидкость в аккумуляторе как бы начинает закипать. [c.185]

Большое положительное значение перенапряжения можно показать на примере электрохимического выделения водорода. Электродные потенциалы цинка, кадмия, железа, никеля, хрома и многих других металлов в ряду напряжения имеют более отрицательную величину равновесного потенциала по сравнению с потенциалом водородного электрода. Благодаря перенапряжению водорода на указанных выше металлах при электролизе водных растворов их солей происходит перемещение водорода в ряду напряжений в область более отрицательных значений потенциала и - становится возможным выделение многих металлов на электродах совместно с водородом с большим выходом металла по току . Так, выход по току при электролизе раствора 2п504 более 95%. Это широко используется в гальванотехнике при нанесении гальванических покрытий и в электроанализе. Изменением плотности тока и материала катода можно регулировать перенапряжение водорода, а значит и восстановительный потенциал водорода и реализовать различные реакции электрохимического синтеза органических веществ (получение анилина и других продуктов восстановления из нитробензола, восстановление ацетона до спирта и др.). Перенапряжение водорода имеет большое значение для работы аккумуляторов. Рассмотрим это на примере работы свинцового аккумулятора. Электродами свинцового аккумулятора служат свинцовые пластины, покрытые с поверхности пастой. Главной составной частью пасты для положительных пластин является сурик, а для отрицательных — свинцовый порошок (смесь порошка окиси свинца и зерен металлического свинца, покрытых слоем окиси свинца). Электролитом служит 25—30% серная кислота. Суммарная реакция, идущая при зарядке и разрядке аккумуляторов, выражается уравнением [c.269]