Диффузия газов в растворах электролитов

Главная особенность этих прибо рв — применение в, них поли мерных мембран (из полиэтилена или тефлона), через которые нро исходит избирательная диффузия растворенного кислорода к- индикаторному электроду. Проницаемость мембран для кислорода значительно больше, чем для других газов и ионов (восстанавли Бающихся при потенциале восстановления кислорода), и содержание этих веществ в сточных и природных водах значительно меньше содержания кислорода. Можно поэтому считать, что влИ яние ИХ на предельный диффузионный ток восстановления кислорода на катоде и на потенциал индикаторного электрода исключено, Кроме того, мембраны стабилизируют толщину диффузионного слоя кислорода, предохраняют поверхность электрода и электролит от загрязнения веществами, содержащимися в анализируемом растворе, и от протекания побочных химических и электрохимических реакций. [c.184]

Итак, рассмотрим процесс генерации тока в электроде, поровое прост-1)анство которого будем описывать как систему пересекающихся пор разного радиуса — широких и узких. В широких порах находится газ, в узких — электролит. На поверхность широких пор выходят устья узких пор, подводящие жидкость. Поэтому можно думать, что поверхность газовых пор смочена тонкой пленкой электролита, которая подпитывается через узкие поры. По пяироким порам осуществляется транспорт газообразных реагентов, которые затем растворяются в жидкости, диффундируют через топкую пленку к поверхности газовых пор и в узкие поры, заполненные электролитом, где и происходит электрохимическая реакция. Относительный вклад поверхности газовых пор и жидкостных зависит от растворимости реагентов, коэффициентов диффузии, тока обмена и структурных факторов катализатора (см. гл. 7). Ес.ли электрод активный, т. е. ток обмена велик, то реакция локализована на поверхности газовых пор и в окрестности устьев /кидкостных пор. Если же электрод малоактивный, то зона [c.292]

Скорости электродных процессов рассматриваются обычно с применением тех же приемов, что и скорость химических реакций. Но при этом, однако, нужно иметь в виду сложность протекания большинства электрохимических превращений по сравнению с химическими, а также то, что решающая роль здесь принадлежит плотности тока . Процесс разряда ионов, как известно, происходит на фазовой границе электрод — электролит. Таким образом, электродные реакции являются гетерогенными процессами, кинетика которых определяется многими специфическими затруднениями. Помимо собственно разряда, т. е. перехода ионов из одной фазы (раствора) в другую (газ, металл), процесс обычно включает в себя миграцию, диффузию и конвекцию частиц, совместный разряд ионов примесей, некоторое растворение (коррозию) уже осажденного ранее металла и другие, сопутствующие процессу разряда явления, которые осложняют суммарный эффект. Реальная электрохимическая система не может быть правильно истолкована без учета всех явлений, предшествующих элементарному акту разряда и сопровождающих его. Электродная реакция может быть представлена рядом последовательных стадий, через которые она проходит. Такими стадиями являются [c.240]

Таким образом, введение в электролит нейтральных солей, например для повышения электропроводимости раствора, или увеличение концентрации ком-плексообразователя оказывает влияние на скорость массопереноса за счет изменения потока миграции к поверхности электрода. Для неразряжающихся ионов скорость миграции равна скорости диффузии, и поэтому они как бы неподвижны в электролите. Помимо миграции на скорость доставки вещества к поверхности электрода оказывает сильное влияние конвекция, которая всегда увеличивает скорость массопереноса. Даже в обычном неперемешиваемом электролите при электролизе осуществляется небольшое движение жидкости в результате изменения плотности раствора у поверхности электродов, небольшого градиента температуры в различных элементах объема, выделения газов на электродах, случайных колебаний электродов и т. д. Эти факторы трудно поддаются расчету, но могут вызывать заметное повышение тока. Любое конвективное движение жидкости в конечном счете приводит к уменьшению толщины диффузионного слоя и возрастанию скорости процесса. На практике использование того или иного вида перемешивания электролита позволяет сильно снизить диффузионные ограничения и повысить предельную плотность тока в десятки раз. Задача расчета толщины диффузионного. "к слоя для каждого конкретного случая решается с применением теории подобия. Наиболее простые и точные решения получены для вращающегося дискового элек-трода [4], вращающегося цилиндрического электрода [5] и ртутного капельного электрода [6], которые часто используют в электрохимических исследованиях. [c.17]

Прибор основан на деполяризующем влиянии кислорода на погруженный в электролит поляризованный электрод. Сущность работы газоанализатора заключается в том, что анализируемый газ пропускается через раствор сернокислого натрия, в котором устанавливается равновесная с газом концентрация растворенного кислорода. Этот раствор поступает в электрохимическую ячейку, содержащую два золотых электрода, поляризованных наложенным напряжением. При отсутствии деполяризующего вещества (кислорода) катод ячейки поляризован и сила тока в цепи прибора практически равна нулю. При диффузии кислорода к катоду кис.пород, восстанавливаясь, связывает водород, создавая тем самым возможность для прохождения тока. Сила тока при этом пропорциональна количеству диффундирующего к катоду кислорода и, следовательно, содержанию кислорода в анализируемом газе. [c.100]

Количественное изучение реакции ионизации водорода на нолу-логруженных электродах простейшей формы из металлов плати-мовой группы, хорошо адсорбирующих водород, было проведено в работах [1, 2] в связи с выяснением механизма токообразующих процессов в пористых электродах топливных элементов. При использовании высокоактивного платинового электрода (с фактором шероховатости а-—100) в растворах серной кислоты [1] и активного никелевого электрода в растворах щелочи [2] было установлено, что ток ионизации пропорционален периметру трехфазной границы металл — газ — электролит. Величина тока определяется интенсивностью потока диффузии газа сквозь мениск и пленку электролита к поверхности металла, где происходит адсорбция 1 Г0 и ионизация по схеме [c.84]

Для того чтобы пузырьки газа при подаче его под давлением не проходили сквозь электрод в электролитное пространство, Бэкон [23] разработал двухслойный электрод с запорным слоем. Диаметр пор в основном слое электрода больше, чем в запорном слое, обращенном к электролиту. Газ может выдавить электролит из части пор основного слоя, но не может пройти сквозь заполненные электролитом мелкие поры запорного слоя. Даже в порах, заполненных газом, поверхность стенок в большинстве случаев смочена очень тонкой пленкой электролита. Чтобы газ соприкоснулся с поверхностью электрода, на которой происходят хемосорбция и электрохимический процесс, он должен предварительно раствориться в пленке и продиффундировать сквозь нее. Если газ хемосорбируется на сухой поверхности поры, то с помощью поверхностной диффузии он продвигается к участкам, смоченным электролитом, где на трехфазной границе может протекать электрохимический процесс ионизации газа. [c.439]

Оценка коррозии цинка в сухих элементах по скорости выделения в них газа [Л. 28] является далеко не достаточной. Значительная часть цинка корродирует без выделения водорода путем реагирования с кислородом, растворенным в электролите, а также с продуктами, перешедшими в раствор с катода. Двуокись марганца растворяется в электролите, впрочем только в очень незначительных размерах. В растворе состава 19% NH4 1, 9%, 2пС12, находящемся в равновесии с избытком искусственной Мп02, концентрация иона Мп+ не превышала 2- г-экв/л [Л. 26]. При малой скорости диффузии в сухих элементах эта величина окислительного агента в электролите вряд ли может вызвать сколько-нибудь заметную коррозию цинка или же уменьшить емкость положительного электрода. Более сильное влияние оказывает растворенный кислород, реагирующий с металлическим цинком (реакция 3) [c.75]

Свендсен [1254] сконструировал аппарат, в котором фракционирование содержимого колонки с градиентом плотности осуществляется при включенном электрическом поле. В этом аппарате нижний электрод отделен от колонки полупроницаемой мембраной и расположен в опециальном отсеке с подводящей и отводящей трубками, что позволяет прокачивать через него электролит из другого резервуара и таким образам удалять выделяющиеся при электролизе пузырьки газа. По окончании ИЭФ, не отклю чая напряжения, в пространство, находящееся непосредственно над полупроницаемой мембраной, насосом подают концентрированный раствор сахарозы. Одновременно вторым насосом из колонки откачивают жидкость через расположенную над мембраной выводную трубочку, причем скорость отсасывания содержимого колонки должна превышать скорость поступления раствора сахарозы. Благодаря такой разнице в производительности насосов образуется очень стабильная контактная поверхность раздела между поднимающимся снизу плотным раствором сахарозы и опускающейся сверху до уровня выводной трубки менее плотной жидкостью, заполняющей колонку. Описанная система полностью исключает перемешивание раздел ившихся белков, неизбежно происходящее в отсутствие электрического поля из-за наличия диффузии. Поэтому удается получить очень узкие зоны. К сожалению, pH собранных фракций сильно изменяется под влиянием раствора сахарозы, который может быть кислым или щелочным. Вследствие этого невозможно определить изоэлектрические точки выделенных белков. [c.139]