Электродные материалы для электрохимических процессов

Какие именно электрохимические процессы будут протекать у электродов при электролизе, прежде всего будет зависеть от относительных значений электродных потенциалов соответствующих электрохимических систем. Из нескольких возможных процессов будет протекать тот, осуществление которого сопряжено с минимальной затратой энергии. Это означает, что на катоде будут восстанавливаться окисленные формы электрохимических систем, имеющих наибольший электродный потенциал, а на аноде будут окисляться восстановленные формы систем с наименьшим электродным потенциалом. На протекание некоторых электрохимических процессов оказывает тормозящее действие материал электрода такие случаи оговорены ниже. [c.282]

Так, следует отметить, что современные теории двойного электрического слоя носят феноменологический и полуэмпирический характер. Вместе с тем уже накопился значительный экспериментальный материал, объяснение которого требует рассмотрения структуры поверхности на молекулярном уровне. Такой подход необходим для более детального описания адсорбции органических веществ на электродах, а также для объяснения ряда особенностей структуры поверхностного слоя и в отсутствие органических веществ. Попытки создания молекулярных теорий двойного слоя уже предпринимались. Однако эти теории еще далеки от совершенства. Другой важной проблемой является построение количественной теории поверхностного слоя при хемосорбции ионов, сопровождающейся переносом заряда. Явления переноса заряда при адсорбции широко распространены и играют существенную роль в кинетике электродных процессов. Часто на поверхности электрода находится хемосорбированный кислород (или кислород в другой форме), который сильно влияет на строение поверхностного слоя и скорость электрохимических процессов. Поэтому количественное исследование строения двойного электрического слоя и электрохимической кинетики на окисленных поверхностях представляет собой одну из важнейших проблем кинетики электродных процессов. [c.389]

На пути широкого использования электрохимических методов в современном производстве стоит проблема интенсификации электродных процессов. С одной стороны, этот вопрос решается на основе достижений диффузионной кинетики. Так, пористые электроды могут быть использованы не только для оптимизации процессов в химических источниках тока, но и при проведении электросинтеза в техническом масштабе. В этой связи представляют интерес так называемые суспензионные и псевдоожиженные электроды — взвеси частиц электродного материала в растворе. При контакте с токоотводящим электродом эти частицы передают ему свой заряд. Электродные процессы протекают по границе каждой из частиц с раствором, что снижает диффузионные ограничения и позволяет сосредоточить в малом объеме большую поверхность для протекания реакции. С другой стороны, интенсификация электродных процессов связана с поисками новых электродных материалов, удовлетворяющих одновременно требованиям высокой активности, селективности, химической устойчивости и экономии. [c.391]

Оригинальным является метод, впервые описанный Дж. Мак-кларом, в котором применяется кольцо из оптически прозрачного материала. В этом случае анализ продуктов электродной реакции на диске осуществляется не с помощью электрохимического процесса, а путем получения их электронных спектров на кольце. [c.216]

В электрохимических системах (электролитных ваннах или химических источниках электрической энергии — элементах) особое значение приобретают электродные электрохимические реакции, протекающие с поглощением либо отдачей молекулами, атомами или ионами электронов. Именно контакт находящихся в электролите частиц реагирующего вещества с поверхностью электрода (электронным проводником) определяет собой особенности превращения электрической энергии в химическую и обратно. Уже отмечалось, что по этой причине механизм электрохимических процессов существенно отличается от обычного химического превращения материи, когда между реагирующими частицами вещества в растворе (расплаве) имеется непосредственный контакт. [c.23]

В каталитических электрохимических реакциях большую роль играет адсорбция вещества на электродах. При этом адсорбция связана чаще всего с химическим взаимодействием катализатора электрохимического процесса, добавляемого в состав электродного проводящего ток материала, с одним из реагентов (X) электрохимической реакции [c.295]

Обработка электродного материала перед растворением, состав электролита и электродная плотность значительно влияют на скорость растворения катода. На металлических электродах адсорбируются органические и неорганические вещества, которые могут замедлять или ускорять электрохимический процесс. [c.189]

Наиболее подробно в литературе описано применение никелевых анодов использовались также аноды из платины, но лишь в особых условиях . Саймонс в своих ранних сообще-ниях указывает, что в качестве анодных материалов могут служить также медь, железо, монель-металл, карбид кремния и графит однако в последующих работах он ничем не подтвердил эти сообщения. В работах других авторов -упоминается без всяких подробностей об использовании графита как анодного материала. В качестве катодных материалов - нашли лрименение никель, сталь, платина , медь, магний и алюминий. Чаще всего использовались никель и сталь. Имеются указания на то, что в некоторых случаях для увеличения выхода продукта предпочтительнее применять никель вместо стали. Однако эти выводы нельзя считать окончательными, так как они основаны скорее на случайных наблюдениях, чем на детальном изучении процесса. Было бы крайне полезно провести полное и систематическое исследование влияния различных электродных материалов на процессы электрохимического фторирования. Возможно, что такое исследование позволило бы получать продукты фторирования с большими выходами и могло бы пролить некоторый свет на механизм реакции электрохимического фторирования. [c.477]

Анализ кинетических уравнений, описывающих явление электрохимического перенапряжения, показывает, что наиболее важными его характеристиками следует считать ток обмена о и коэффициент переноса а. При одном и том же отклонении потенциала электрода от равновесного значения скорость реакции (результативная плотность тока) будет тем больше, чем выше ток обмена. Последний в свою очередь зависит от природы электрохимической реакции, материала электрода и состава раствора. Коэффициент переноса характеризует степень влияния электрического поля электрода на энергию активации электрохимической стадии и определяет также симметрию катодного и анодного процессов. Для данной электрохимической реакции коэффициент переноса сравнительно мало изменяется при переходе от одного электродного материала к другому чаще всего величина а близка к 0,5. [c.323]

Наряду с недостатком книги Глесстона, рассмотренным выше, следует отметить также и то, что отдельные разделы ее написаны слишком кратко и примитивно. Это относится главным образом к изложению теории необратимых электрохимических процессов. Накопленный за последнее время в этой области богатый теоретический и экспериментальный материал не нашел должного отражения в книге. Основной причиной недостаточно полного изложения теории необратимых электрохимических процессов явилось отставание этого раздела электрохимии в зарубежной науке. Поэтому данную часть книги пришлось при переводе снабдить наибольшим числом примечаний и одновременно дать приложение, в котором изложены некоторые вопросы современной теории двойного слоя и кинетики электродных процессов. [c.19]

Важным технологическим аспектом на пути широкого использования электрохимических методов для целей водоочистки является проблема поиска новых дешевых и доступных электродных материалов, удовлетворяющих одновременно требованиям высокой активности, селективности, химической устойчивости и экономии. В этой связи представляет большой практический интерес исследования института электрохимии АН СССР, ДХТИ, ГосНИИхлорпроекта и других организаций по разработке малоизнашивающихся пластинчатых, насыпных электродов из различных зернистых материалов (суспензионных), а также пористых, волокнистых и псевдоожиженных электродов, позволяющих существенным образом интенсифицировать электродные процессы. Так, применение псевдоожиженных электродов — взвесей частиц электродного материала в растворе, передающих при контакте с токоотводящим электродом свой заряд, обеспечивают протекание электродных процессов на границе каждой из частиц с раствором, что снижает диффузионные ограничения и позволяет сосредоточить в малом объеме большую поверхность для протекания реакции. [c.187]

При переходе от (1.48) к (1.49) и (1.53) — (1.55) роль энергетического фактора падает, а кинетический все больше определяется транспортными свойствами электрохимически активных частиц. Из этого, однако, нельзя сделать вывод, что значение выбора материала электрода в измерении окислительного потенциала уменьшается, так как та или иная природа лимитирующей стадии электр одного процесса — это тоже проявление свойств материала электрода, его селективности. Например, оценивая влияние примесей, мы исходили из зависимостей, представленных поляризационными кривыми на рис. 1.8, в и 1.9, а и б. Для другого электродного материала, на котором оба конкурирующих процесса существенно тормозятся, можно получить иную картину расположения поляризационных кривых, что потребует другой оценки минимального значения /о для реализации равновесных потенциалов. [c.58]

Рациональный подбор электродных материалов является необходимым условием осуществления селективных электрохимических процессов. Материал электрода должен удовлетворять ряду требований, важнейшие и5 которых следующие [19] [c.23]

Высокая каталитическая активность электродного материала имеет большое значение для низкотемпературных ТЭ, работающих при <100°С. При температурах выше 200—300 °С катализатор играет второстепенную роль, поскольку скорость электрохимической стадии электродного процесса обычно достаточно велика. [c.120]

Электрохимические процессы, протекающие на электродах, чрезвычайно разнообразны и зависят от условий проведения электролиза (плотности тока и потенциала), природы электродного материала, растворителя, мономера, электролита и других веществ, присутствующих в системе [1]. Большое влияние на электрохимические процессы оказывают макро- и [c.5]

Протекание электрохимического процесса в больщой степени зависит от материала, используемого для изготовления анодов и катодов, и состояния поверхности последних. Изменяя электрохимические свойства электродных материалов и поверхности электродов, можно влиять на перенапряжение на электродах и на протекание электрохимического процесса. На ход процесса и его селективность можно также воздействовать, изменяя электродную и объемную плотности тока, температуру процесса в целом или температуру непосредственно на аноде или катоде, состав электролита, величину pH, вводя те или иные добавки в электролит. [c.8]

Материал и конструкция электродных элементов во многом определяют направление и селективность электрохимического процесса, напряжение на электролизере и удельный расход электро- [c.15]

Вместе с тем уже накоплен значительный экспериментальный материал, объяснение которого требует строгого учета всех возможных кинетических стадий электрохимического процесса электродных реакций, образования новой твердой или газообразной фазы, химических многостадийных и параллельных процессов превращения примесей воды, явлений пассивности электродных материалов и адсорбции на них органических соединений. Такой подход необходим для выявления замедленной, лимитирующей стадии исследуемого электрохимического процесса и, соответственно, для более детального описания и анализа дополнительных возможностей создания новых и изыскания путей интенсификации известных технологических приемов электрообработки загрязненных жидкостей. Поэтому количественное исследование кинетических закономерностей различных электрохимических процессов водоочистки представляет собой одну из основных про- [c.295]

Анодными деполяризаторами слул<ат разные восстановители. Перенапряжение, влияя на характер электрохимических процессов, дает возможность его регулирования. Например, цинк, никель и железо имеют отрицательные электродные потенциалы по отношению к водороду. Одпако благодаря перенапряжению при достаточно больших плотностях тока водород перемещается по ряду напряжений выше этих металлов, и становится возможным выделение их электролизом из водных растворов. Перенапряжение водорода равносильно перемещению его в ряду напряжений в отрицательную область и повышению его восстановительного потенциала. Это имеет большое значение для реакций электрохимической гидрогенизации органических соединений. Изменением плотности тока и материала катода можно регулировать величину перенапряжения водорода и, следовательно, его восстановительный потенциал. Так, при электрохимической гидрогенизации нитробензола в зависимости от условий процесса возможно получение анилина и ряда промежуточных продуктов—азокси-бензола, азобензола и гидразобензола. На катодах из свинца, цинка или ртути благодаря перенапряжению водорода оказывается возможным восстановление СО2 до муравьиной кислоты, ацетона до спирта. Перенапряжение кислорода на аноде повышает окислительный потенциал, способствуя реакциям анодного окисления. [c.167]

Выяснение детального механизма электродных реакций необходимо для рационального управления течением электрохимических реакций. Важная задача электрохимии в настоящее время — установление причин, определяющих селективность электрохимического процесса, т. е. эффективность заданной электродной реакции в сложном электрохимическом процессе. Рассмотрение экспериментального материала, полученного различными методами для указанных типов реакций электрохимического окисления, приводит к заключению, что, наряду с величиной и характером распределения электрического поля, существенным фактором, определяющим механизм, скорость и селективность электрохимического процесса окисления, являются поверхностные анионные (кислородные) соединения, природа которых зависит от вещества и потенциала электрода, и состава раствора. Нахождение путей эффективного воздействия на характер и свойства поверхностных электродных соединений представляет важный путь рационального управления электрохимическим процессом для получения оптимального выхода заданных продуктов электролиза в сложном электрохимическом процессе. [c.250]

Для подготовки поверхности электродов в ИВА используют в основном две разновидности механической обработки обновление путем срезания тонкого слоя и полировку абразивными материалами. Иногда применяют термическую регенерацию при температуре от 600 до 1100 С. В последнее время широкое распространение получила регенерация электродной поверхности электрохимическими способами путем многократной поляризации электрода циклическими импульсами специальной формы. Однако в процессе электрохимической подготовки при достаточно высоких потенциалах поверхность электрода может модифицироваться продуктами окисления или восстановления. Следует заметить, что несмотря на большой экспериментальный материал по способам регенерации электродов в PffiA, эту проблему нельзя считать окончательно решенной. [c.416]

Электрохимия как наука изучает физико-химические свойства ионных систем (растворов, расплавов, твердых электролитов)—. лонику, а также явления, возникающие на границе двух фаз с участием ионов и электронов,— электродику, включая механизм электродных процессов и их кинетику. Особенность электрохимических процессов состоит в пространственном разделении окислительных и восстановительных электродных реакций. При этом на -кинетику каждой стадии влияет уже не только температура и концентрация компонентов, но также и величина электродного потенциала, природа материала электрода, состояние его поверхности. [c.57]

В предлагаемой вниманию читателя книге известного американского электрохимика профессора Нью-йоркского университета П. Делахея автор, не претендуя на исчерпывающее изложение фактического материала в области электрохимической кинетики, в первую очередь стремится показать на ряде примеров значение, которое имеют для течения электродных процессов строение двойного слоя и явления адсорбции. В зарубежной литературе такая попытка делается впервые. Этому вопросу посвящена вторая, в сущности говоря, центральная часть книги. В первой части, имеющей до некоторой степени вводный характер, излагаются основы теории двойного электрического слоя и адсорбции на электродах, необходимые для понимания влияния этих факторов на кинетику электрохимических процессов. Такой подход накладывает на книгу профессора Делахея индивидуальный отпечаток и делает ее, в частности, ценным и необходимым дополнением к фундаментальной монографии по электрохимической кинетике К- Феттера, выщедщей недавно в русском переводе. [c.5]

Основные научные работы посвящены теоретическому и экспериментальному исследованию поверхностной диффузии, образованию новых фаз и кинетнке электродных процессов. Исследовал (1928—1930) кинетику электролитического выделения водорода совместно с Т. Эрдеи-Грузом выдвинул (1930) представление, согласно которому перенос заряда может определять измеряемую скорость электрохимического процесса в целом (так называемая теория замедленного разряда). Развил (1930-е) теорию образования зародышей при возникновении новой фазы из пересыщенной фазы, обобщив обширный экспериментальный материал в области процессов фазообразоваиня. Совместно с Эрдеи-Грузом разработ л [c.524]

Рациональный подбор электродны х материалов является необ-, ходймым условием осуществления Селективных электрохимических процессов. Материал электрода должен удовлетворять ряду требований, важнейшие из которых следующие [19] [c.23]

В этой книге сделана попытка охарактеризовать современное состояние электрохимии металлов — вопросов электрохимического растворения, пассивации и выделения металлов. Мы не будем касаться более элементарных электрохимических процессов, в которых материал электрода остается практически неизменным. Теория этих процессов, получившая в последнее время большое развитие на примере выделения водорода, описана на самом высоком теоретическом уровне в многочисленных работах А. Н. Фрумкина. Успехи электрохимической теории в этой области отразились на состоянии теории и того раздела кинетики электродных процессов, которому носвяп1 ена эта книжка,— кинетики электроосаждения, анодного растворения и пассивации металлов. Наибольшие успехи здесь были достигнуты при попытках выяснить механизм влияния состояния поверхности на скорость растворения и выделения металлов. Поэтому особенно подробно мы обсудим влияние адсорбционного состояния поверхности на эти процессы. Придется коснуться и теории образования новой фазы, в последнее время подробно не излагавшейся. [c.3]

Для автоматического контроля концентрации растворенного в воде кислорода на ТЭС используют амперомегрический (полярографический) метод, основанный на явлении деполяризации катода электродной сиетемы, состоящей из электродов, материал которых не участвует в электрохимическом процессе. Реализация этого метода возможна двумя способами путем наложения на электроды напряжения от внешнего источника и с внутренним источником напряжения (галь- [c.238]

В последние годы стремительно возрастает использование титана в качестве электродного материала в электрохимических производствах [379]. Широко используются аноды из титана с окиснорутениевым активным слоем в производстве хлора и хлоратов. В настоящее время 30% мирового производства хлора приходится на долю электролиза с окиснорутениевыми анодами. В ближайшие годы процесс вытеснения графитовых анодов будет продолжаться. [c.121]

Ячейка для кулонолметрического титрования должна обеспечить 100%-ную эффективность генерирования тока с высокой точностью в течение всего определения. Эффективность электрохимического процесса зависит от природы электродной реакции, условий проведения реакции (материал электрода, природа, концентрация и pH электролита, плотность тока), а также от чистоты применяемых реактивов, воды, материала и поверхности электродов. Отрицательное влияние на погрешность результатов могут оказывать и побочные продукты анодных реакций на катоде или катодных реакций на аноде. Поэтому необходимо разделить анодные и катодные пространства и предотвратить проникновение компонентов электролита, а также вынос пробы или титранта из пространства вспомогательного электрода путем диффузии в пространство рабочего электрода, или наоборот. При этом необходимо обеспечить электролитическую проводимость между обоими электродными пространствами и не повышать чрезмерно электрическое сопротивление ячейки. [c.201]

В процессах электрохимического окисления, идущих с изменением кислородного баланса ионов (молекул), кислород, как правило, поступает из поверхностных кислородных соединений, где он может находиться в химически а[ тивном состоянии (хемосорбировапные атомы кислорода, радикалы гидроксила) и под действием электрического поля двойного слоя. Характер поверхностных соединений определяется как хилшческой природой системы, так и потенциалом электрода и существенно влияет па селективность (избирательность) данной электродной реакции в сложном электрохимическом ироцессе. Селективность электрохимического процесса (отношение скоростей возможных реакций в сложном электрохимическом процессе) определяется вероятностью взаимодействия данного разряжающегося иона с данной компонентой поверхностного соединения при заданном электродном потенциале. Попытки развития теоретических представ.лепий о механизме электрохимического окисления (выделения кислорода), исходящие из положения об определяющей скорость стадии рекомбинации атомов кислорода (распада окислов), так же как и элементарные представления об определяющей роли разряда ионов, не поясняют опытного материала и не приводят к удовлетворительным решениям [1, 2]. [c.241]

В настоящем издании исключен устаревший и второстепенный материал, а также сведения, достаточно подробно излагаемые в современных курсах физической химии, физики и других дисциплинах или в специальных руководствах по электроаналитической химии и технике электрохимических измерений. Это позволило включить в учебник, не увеличивая его объема, разделы, посвященные наиболее перспективным научным направлениям и наиболее важным проблемам, таким, как электрохимия полупроводников, основы теории действия ионосс лективных электродов, роли сольватироваиных электронов в электродном равновесии и в кинетике электродных процессов, а также некоторые другие. [c.3]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология