Электрохимические системы, применяемые в ДИ

В настоящее время хорошо разработаны и широко применяются различные способы защиты металлов от коррозии с учетом характера металла и условий его эксплуатации. Наиболее эффективны против коррозии почвенной, под действием агрессивных химических сред и морской воды электрохимические способы защиты (катодная и протекторная). В обоих способах защита от коррозии достигается тем, что защищаемая конструкция оказывается катодным участком электрохимической системы. [c.227]

Из основной концепции следует непосредственное построение книги. Прежде всего будет показано, как простые опытные факты приводят к упомянутым трем основным соотношениям (гл. I). Затем они будут объяснены и исследованы с учетом их формальных свойств (гл. II и III). Наконец, они будут применены к ряду общих проблем (гетерогенные равновесия, химические равновесия, критические фазы, электрохимические системы, поле тяготения и центробежное поле). Связанный предусмотренным объемом книги, я вынужден был ввести некоторые ограничения, при которых в первую очередь учитывал интересы химиков и физико-химиков. [c.6]

Защитные покрытия в основном подразделяются на две группы — неметаллические и металлические. В свою очередь неметаллические покрытия бывают органическими (лаковые, битумные, пластмассовые, эпоксидные, резиновые и др.) и неорганическими (цементные, асбоцементные, окисные, силикатные, фосфатные, сульфидные и др.). Часто в защитных системах применяют комбинации из органических и неорганических покрытий, например фосфатирование перед нанесением лакокрасочного покрытия для улучшения адгезии органического покрытия и одновременно его защитной способности. Металлические покрытия отличаются от органических тем, что они непроницаемы для коррозионной среды. Однако в них имеются дефекты — поры, царапины, посторонние включения и др., которые создают предпосылку для коррозионного воздействия на основной металл. При наличии пор в коррозионном покрытии коррозионное действие агрессивной среды зависит от электрохимического поведения обоих металлов — основного и металла покрытия. По этому признаку покрытия делятся на катодные и анодные. По отношению к стали, например, цинковое покрытие является анодным, а медное — катодным, т. е. цинковое покрытие оказывает защитное действие по отношению к стали, но при этом само разрушается, а медное покрытие в результате гальванического действия повышает скорость коррозионного разрушения стали. [c.35]

Таким образом, падение напряжения в электролите пропорционально плотности тока i, расстоянию между электродами I и обратно пропорционально удельной электропроводности х, которая в свою очередь определяется природой электролита, концентрацией раствора, природой растворителя и температурой. Чаще всего закон Ома в форме (IV.5) применяют для подсчета падения напряжения в электролите при известной удельной электропроводности и заданной плотности тока, однако он может быть использован также и для приближенного определения электропроводности. Последнее затрудняется тем, что любая электрохимическая система, помимо электролита и электродов, содержит также границы между ними, для которых закон Ома неприменим. Сопротивление границы электрод — электролит прохождению электрического тока зависит от плотности тока и возникающей при этом электродной поляризации так как гран = /(0. то пренебречь этой зависимостью можно лишь при очень малых токах. [c.108]

В открытых электрохимических системах применяются два метода устранения малорастворимых покрытий с электродной поверхности механическим путем и поляризацией электролитической ячейки знакопеременным напряжением специальной формы. В некоторых приборах используются оба метода. [c.97]

Более полную картину электродного равновесия можно получить, применив к электрохимическим системам наряду с термодинамикой также молекулярно-кинетическую теорию и модельные представления. [c.23]

Показано, как формализованная система уравнений при наличии освоенной системы преобразований этих уравнений позволяет легко и надежно применять термодинамические закономерности к любому виду равновесий. Такое применение рассмотрено для ряда проблем электрохимические системы (растворы электролитов, мембранные равновесия, гальванические ячейки), системы в поле тяготения и в центробежном поле. [c.5]

Электрохимические процессы широко используются в современной технике, в аналитической химии, в научных исследованиях. Так, электрохимическим методом в промышленности получают металлы (алюминий, цинк, никель, магний, натрий, литий, бериллий и др.), хлор, гидроксид натрия, водород, кислород, ряд органических соединений, рафинируют металлы (медь, алюминий). Электрохимические методы широко используют для нанесения металлических покрытий, для полирования, фрезерования и сверления металлов. С каждым днем все больше применяются химические источники электрической энергии — гальванические элементы и аккумуляторы — в технике и научных лабораториях. В аналитической практике и научных исследованиях широко применяют такие электрохимические методы исследования, как потенциометрический, полярографический и т. п. Электрохимические системы в виде так называемых хемотронных приборов с успехом применяют в электронике и вычислительной технике. [c.313]

В том случае, когда электрохимическая реакция является достаточно быстрой, классическим методом невозможно получить кинетические параметры. Поэтому при изучении кинетики быстро текущих явлений применяют нестационарные или релаксационные методы изучения электродных процессов. Релаксация — это процесс постепенного перехода изучаемой системы из некоторого неравновесного состояния, вызванного внешним вмешательством, в равновесное. В рассматриваемом случае под релаксацией понимают выравнивание концентраций реагирующих веществ у поверхности электрода после заметного отклонения наблюдаемой электрохимической системы от равновесного состояния. [c.305]

Обычно для химических источников тока применяются такие электрохимические системы, в которых химические реакции обратимы. При разомкнутой внешней цепи существует состояние равновесия химических процессов. [c.9]

В реальном источнике тока марганцево-цинковой электрохимической системы никогда в качестве электролита не применяется свободная кислота. Обычно используют слабокислые растворы солей, поэтому поддержание необходимой для токообразующей реакции концентрации ионов водорода возможно только в начале разряда. Электрохимическое восстановление двуокиси марганца до-двухвалентного марганца по приведенному выше уравнению происходит лишь в растворах, имеющих pH не выше 4,5. [c.44]

Условия равновесия между фазами несколько изменяются для систем, находящихся под воздействием внешнего поля (электрического, магнитного). В этих случаях применяют понятие полного потенциала, являющегося аналогом химического потенциала. Например, в электрохимических системах полный потенциал называют электрохимическим. Подробно эти вопросы рассмотрены в монографиях [2, 31, для систем жидкость — пар они практически значения не имеют. [c.11]

Влияние УЗ на химические реакции проявляется через повышение температуры, концентрации реагентов, увеличение давления. Кроме этого под влиянием УЗ в кавитационном пузырьке могут образовываться радикалы, изменяться сольватация, разрываться водородные связи и полимерные цепи. При УЗ-обработке гетерогенной системы (твердое тело - жидкость, жидкость - жидкость) происходит дробление частиц, увеличение поверхности перемешивания, образование эмульсий с большой поверхностью контакта. УЗ в подготовке проб пищевых продуктов и объектов окружающей среды применяется для перемешивания и измельчения материалов, получения вытяжек из почв, аэрозольных фильтров, генерации реакционноспособных радикалов, очистке поверхностей посуды и электродов. В электрохимических системах применение УЗ облегчает транспорт ионов (подобно перемешиванию), удаляет пузырьки газа с поверхности, активирует электрод, улучшает качество металлических покрытий, влияет на скорость электрохимических реакций. [c.51]

Электрохимические системы широко применяются в технике. К числу промышленных процессов можно отнести гальваностегию и рафинирование, электрополирование и электрохимическую обработку, а также электрохимическое производство хлора, каустической соды, алюминия и других веществ. Значительный интерес представляет преобразование энергии в-топливных элементах, а также в первичных и вторичных источниках тока. Кроме того, нельзя забывать о проблеме электрохимической коррозии. Электрохимические процессы используются и в некоторых опреснительных системах. Электрохимические методы находят применение в качественном и количественном анализе. Идеальные электрохимические системы представляют интерес для изучения процессов массопереноса и механизмов электродных реакций. Эти системы полезны также при определении основных характеристик переноса веществ. [c.331]

Эти законы создают основу для анализа электрохимических систем. Уравнение потока (100-1) определяет коэффициенты переноса — подвижность щ и коэффициент диффузии иона в разбавленном растворе. Теория разбавленных растворов успешно применялась ко многим электрохимическим системам. Мы будем считать физические характеристики растворов постоянными. Это позволяет простейшим путем выявить основные факторы, причем получаемые результаты находят весьма широкое применение. [c.335]

Это соотношение можно назвать уравнением конвективной диффузии. Аналогичное уравнение имеет место в случае конвективного переноса тепла и конвективного массопереноса в растворах неэлектролитов. Поскольку эти области науки подробно изучены, многие известные результаты можно применить к электрохимическим системам, описываемым уравнением (102-2). В то же время электрохимические системы иногда дают наиболее удобную возможность проверки этих результатов или получения новых результатов в случае слишком сложных для анализа систем. [c.339]

Электрохимические системы, к которым эти результаты относятся непосредственно, встречаются редко. Иногда, по недоразумению, анализ задачи о плоской пластине в свободном потоке применялся к кольцевой геометрии и к течению между двумя плоскими пластинами [35—37], т. е. к случаям, описываемым уравнениями (105-1) и (105-9). [c.358]

Из табл. 40 следует, что в водородной и абсолютной шкалах порядок расположения металлов по возрастающему положительному значению стандартного электродного потенциала, а также разности потенциалов между двумя любыми электродными потенциалами остаются одними и теми же. В приведенной шкале потенциалов порядок расположения металлов и разности в величинах их стандартных электродных потенциалов совершенно иные, так как физический смысл величины потенциала в любой условной (и абсолютной) шкале и в приведенной шкале совершенно различен. В то время как условная шкала относит величины потенциалов к одному определенному электроду, потенциал которого принят за нуль, в приведенной шкале для каждого электрода потенциал отсчитывается от своего собственного нуля, равного нулевой точке этого металла. Неправильно поэтому применять ф-шкалу потенциалов для решения проблем, связанных с термодинамикой электрохимических систем или с электродным равновесием, и пытаться использовать ее вместо водородной шкалы или 8-шкалы потенциалов. Приведенная шкала не позволяет, например, определить направление реакции и величину э. д. с. равновесной электрохимической системы, составленной из двух электродов с известными значениями ф-потенциалов. Эту задачу легко решить при помощи е-шкалы. Однако потенциал в е-шкале не дает сведений ни о заряде поверхности металла, ни о структуре двойного электрического слоя, ни о том, [c.262]

Индикаторный электрод применяется во всех электрохимических системах и работающих на их основе анализаторах. Один из электрических параметров электрода должен изменяться пропорционально концентрации определяемого газа. В качестве индикаторных используются твердые металлические и жидкие ртутные электроды. В электрохимических анализаторах применяются в основном твердые электроды. Эти электроды стабильно работают в жидкостях, двигающихся со значительными скоростями, где ртутные капли и струи уносятся. Ртутные электроды нуждаются в постоянном пополнении очищенной ртутью, капилляр ртутных электродов в промышленных условиях легко выходит из строя. Ртутные электроды не могут работать в загущенных электролитах, в условиях тряски, вибрации, вращения, в которых твердые электроды вполне работоспособны. Кроме того, ртуть является весьма токсичным веществом. Однако ртутные электроды имеют. ряд достоинств и применяются в научном эксперименте и в лабораторном полярографическом, кулонометрическом, хронопотенциометрическом и других электрохимических методах анализа. [c.6]

Вспомогательный электрод включается во все электрохимические системы, используемые для анализа газов. Исключением является кондуктометрический метод, в котором оба используемых электрода являются по существу индикаторными. Не применяется этот электрод и в потенциометрических анализаторах. [c.6]

Постоянство этих режимов при контактировании ана лизируемой среды с электрохимическими системами имеет важное значение для обеспечения работоспособности анализаторов, воспроизводимости и точности измерений. При анализе газовых сред постоянство аэродинамического режима достигается использованием специальных стабилизирующих устройств регуляторов скорости, давления и расхода, входящих в комплект анализаторов. При анализе жидких сред подобные стабилизирующие устройства, как правило, не применяются из-за трудно- [c.135]

В теоретическом и экспериментальном отношении эта область исследования достигла значительной степени сложности, что позволяет по-новому взглянуть на такие известные явления, как адсорбция, катализ и адгезия. Цель настоящего обзора сводится поэтому к краткому изложению того, что можно считать известным в области идей и техники исследования поверхностей твердых металлов в контакте с газом или вакуумом. Авторы данного обзора надеются, что, ознакомившись с этими концепциями и методами, электрохимики смогут расширить и применить их к электрохимическим системам. [c.98]

Попытки применить к электрохимическим системам квадратичный закон Фаулера [25, 56, 57, 70, 103] оказались неудачными в системе координат — ф (где / — измеряемый фототок) получались прямые с изломом, происхождение которого не удавалось объяснить (рис. 4.1). [c.68]

Такие системы по сути дела состоят из двух электрохимических систем. Поэтому, если для них сохранить название электрохимическая система , то входящие в них две электрохимические системы с химической реакцией следует называть электрохимическими подсистемами. Термин подсистема будет применяться только для тех электрохимических систем, которые входят в качестве составных частей сложных электрохимических систем, рассматриваемых как единое целое. [c.26]

В качестве электрода сравнения в расплавленных средах, имеющих кислородсодержащие ионы, используют платиновые, угольные, золотые или серебряные электроды, омываемые кислородом. Пла-тино-кислородный электрод сравнения применяют, например, при измерении напряжения электрохимической системы типа [c.167]

Экспериментальная установка показана на рис. 143. Цементацию проводили в термостатированном стакане из стекла пирекс объемом 1 л. Цементатором служила пластина металлического цинка марки ЦО. Э. д. с. электрохимической системы замеряли ламповым вольтметром типа ВК7-9 в качестве электрода сравнения применяли хлоросеребряный электрод с потенциалом относительно н. в. э. при /=20° С, равным 0,226 В. [c.372]

В самом простом случае назначение мембраны сводится к предотвращению смешения растворов без ограничения транспорта ионов. Такие разделяющие мембраны, называемые обычно диафрагмами, не участвуют непосредственно в установлении равновесия в электрохимической системе и не вносят собственного вклада в ее э.д.с. Электрохимические системы с диафрагмами широко применяются в разных отраслях электрохимической промышленности, (прн производстве хлора и щелочи, при электросинтезе, в гальва-иотехнике, в химических источниках тока и т. д.). [c.207]

При изучении адсорбции из газовой фазы широко используется метод инфракрасной спектроскопии, который позволяет установить распределение электронной плотности в адсорбированных молекулах и определить характер связи адсорбат — адсорбент. Применению этого метода для изучения адсорбции органических веществ на электродах препятствует сильное поглощение инфракрасных лучей в растворе электролита. Тем не менее в самое последнее время появились указания на возможность использования метода инфракрасной спектроскопии и в электрохимических системах (А. Бьюик). С этой целью применяются особые ячейки, в которых ИК-излучение проходит по кварцевым световодам, прижатым к поверхности электрода. Между концом световода и электродом остается очень тонкий слой раствора, в результате чего удается резко снизить эффект поглощения инфракрасного излучения раствором электролита и зарегистрировать ИК-спектры поглощения адсорбционного слоя. В частности, удается проследить, как изменяется характер связей между атомами в хемосор-бированной на платиновом электроде органической частице, и сделать вывод о ее химической структуре. [c.35]

Миниатюрные первичные щелочные элементы ЭСЦГД-0,2 применяют в наручных электронных часах с индикацией цифр с помощью светоднодов. Элементы имеют диаметр 11,6 мм и высоту 5,4 мм. Отличительной особенностью этих элементов является возможность разряжаться в импульсном режиме при плотности тока 50 мА/см2 в момент индикации цифр. Длительность им-аульсов—1— 2 с. Только серебряно-цинковая электрохимическая система позволяет создать в миниатюрном исполнении элементы, способные разряжаться при такой большой плотности тока. В остальное время работы часов элемент разряжается током 15— 25 мкА. Элементы обеспечивают работу электронных часов в течение года. Емкость элементов с катодами из окиси одновалентного серебра 0,16 А-ч, из окиси двухвалентного серебра — 0,25 А-ч. Разрядное напряжение 1,56 В при токе 1 мА. [c.275]

Фенилацетонитрил, СбПзСПгСК, обладает высокой вязкостью (1,93 сП при 25 °С) и низким давлением паров при комнатной температуре. Находится в жидком состоянии в удобной для работы области температур (от -24 до +233 °С). Диэлектрическая постоянная составляет 18,7, что несколько меньше, чем у других нитрилов с низким молекулярным весом. Этот растворитель использовался при полярографии ряда ионов металла на КРЭ [I]. Однако детальное изучение его свойств с точки зрения использования в электрохимических системах не проводилось. Ионы щелочных и щелочноземельных металлов можно исследовать в этом растворителе полярографическим методом. Но-видимому, фенилацетонитрил нельзя применять для большого числа неорганических соединений. [c.11]

При использовании щелочных металлов (М) в эфирах многие углеводороды (1 ) могут претерпевать н более глубокое восстановление (уравнения 6 2—6 4) Для исследования равновесных реакций в таких системах применяли методы измерения магнитной восприимчивости, абсорбционную спектроскопию и спектроскопию ЭПР [12, 14, 15]. Было установлено, что коистаиты равновесия и степень ассоциации ионов очень сильно зависят от природы растворителя и катиона [16]. В апротонных условиях для многих углеводородов может реализоваться вторая стадия электровосстаиовления, которая являстся электрохимическим аналогом реакции (6.3) и соответствует образованию дианиона (см. разд 6.3). [c.245]

Na2H2Y). Указанная система применяется в качестве индикаторного электрода для определения ионов металлов, особенно в тех случаях, когда металлические электроды не являются обратимыми. Возможность применения данной электрохимической системы обусловлена, прежде всего, высокой плотностью так называемого тока обмена между металлической ртутью и комплексом с ЭДТА и быстрым установлением равновесия электродной реакции. [c.114]

Для предсказания характеристик типа ток - потенциал - время в различных электрохимических системах Фельдберг и Ауэрбах [1791, а впоследствии Пратер и Бард [461, 462, см. также 180] применили методы численного моделирования, б этих методах раствор разбива ют на множество малых элементов объема таким образом, чтобы раст вор в каждом из них можно было считать однородным. Далее различ ные входящие и выходящие потоки заряда и массы в этих элементах рассматриваются совместно с различными химическими процессами внутри элементов, и эти потоки и процессы вводятся в вычислитель ную машину. Получаемые из такого численного моделирования предсказания далее могут сравниваться с экспериментом. [c.271]

Контроль за процессами в широком смысле этого слова осуществляется в самых различных областях. Так, например, перечисленные в предыдущем разделе установки широко применяются в медицинских учреждениях в целях диагностики заболеваний и наблюдения за ходом лечения. При помощи соответствующих установок могут быть автоматизированы многие производственные процессы (см. гл. 1) [109, 110]. Конструкция большинства установок для управления процессами основана на том, что результаты измерений химического состава служат параметрами, характеризующими процесс. Следовательно, в области управления процессов значительно возросло использование анализаторов, связанных с компьютером. Многочисленные установки для непрерывного анализа химических процессов рассмотрены в монографии [111]. Автоматизированным методам управления процессами и предназначенным для этого приборам посвящены отдельные главы монографий [9, 5]. В ряде статей (см., например, [112—114]) дано описание более популярных типов автоматизированных анализаторов, таких, как газовый хроматограф, масс-спектрометр и другие спектроскопические и электрохимические системы. Многие из анализаторов подобного типа эксплуатируются уже достаточно давно. Однако с появлением систем с встроенными микропроцессорами область их применения должна, по-вндимо1му, существенно расшириться. [c.130]

Электрохимические системы с реагирующими металлическими электродами ьиироко применяют в химических источниках тока, [c.328]

Для повышения точности размерной электрохимической обработки применяются системы регулирования МЭЗ с вибрацией катода-инструмента или обрабатываемой детали. Осциллирующее движение инструмента или обрабатываемой детали при непрерывной обработке, повышая точность, не увеличивает производительности. При этом усложняется конструкция исполнительного привода, и такие системы не получили широкого применения. Замкнутые системы регулирования зазора по интенсивности микроискрений в межэлектродном промежутке не вышли еще за рамки лабораторных исследований в силу недостаточной изученности влияния изменения технологических параметров ячейки на интенсивность микроискрений. [c.134]

Наибольшее применение имекут электроды сравнения, содержащие те же электрохимические системы, какие используются в стандартных электродах это каломельный электрод, сульфатнортутный, хлоро-серебряный и т. п., но в принципе здесь можно применить любой электрод, на поверхности которого происходит достаточно быстрая электрохимическая реакция. Например, электродом сравнения с постоянным значением потенциала может служить платиновая проволока, погруженная в достаточно концентрированный раствор иода и иодида калия. Последний должен быть связан солевым мостиком с анализируемым раствором. [c.429]

При очень малых величинах перенапряжения (до нескольких милливольт), когда электрохимическую реакцию можно рассматривать как практически обратимую, форма поляризационной кривой не зависит от кинетических параметров и определяется лишь приэлектродиыми концентрациями окисленной и восстановленной форм в соответствии с уравнением Нернста (1-6а). Для оценки величин ks таких реакций кз>2- 10" см/сек) применяют методы,, в которых изучается поведение электрохимической системы под действием переменного напряжения различной формы, чаще всего-синусоидального и квадратно-волнового [6], а также при наложении на электрод импульсов тока или напряжения квадратной формы. Краткий обзор такого рода методов и их возможностей дан Рэндлсом [7]. Эти методы позволяют определять константы скорости вплоть до ks 5 см/сек, однако, как указывает Баркер [8], с помощью одного из них — метода фарадеевского выпрямления [9] высокого уровня — можно оценить величины до 30, а в наиболее благоприятных случаях, даже выше 100 см1сек. [c.9]

Применяя рассмотренную выше теорию электрохимической коррозии к процессам взаимодействия ЭИ с растворенным водородом, логично считать, что в этих процессах микрокатодами являются участки углеродистого каркаса ЭИ+, несущие на себе частицы гидроокиси металла. В качестве же анодных участков может служить сам водород, сорбированный на поверхности каркасной основы. Каркасной основой могут быть ионит КУ-11 и активный уголь СКТ, обладающие конденсированно-аромэтической структурой с множеством сопряженных ароматических свя зей, или полимерные иониты, содержащие стирольные ароматические ядра и обладающие электронной проводимостью. При этом по внещней цепи электроны водорода передаются к катодным участкам гидроокиси металла. Внутреннюю цепь электрохимической системы в этом случае должны создать непрерывно образующиеся положительные ионы водорода и переходящие в водный раствор отрицательные ионы гидроксила, возникающие в составе ЭИ+ перед превращением их в ЭИ . Элементарные реакции суммарного процесса окисления-восстановления с по- [c.123]

Стремление использовать электрохимические системы с электродами из щелочных металлов, в первую очередь из лития, привело к разработке некоторых ХИЭЭ, в которых применяются неводные растворители [9]. Несмотря на большое количество исследований практическое использование таких элементов еще очень невелико. В табл. 32 приведены некоторые электрохимические системы, используемые в ХИЭЭ с неводными растворителями. [c.444]