Электрохимические принципы

Электрохимия предоставляет чрезвычайно широкий набор методов контроля за состоянием окружающей среды. Вместе с тем уже созданы десятки различных датчиков, работающих на электрохимических принципах и позволяющих определять содержание кислорода, оксида углерода и других веществ в жидких и газообразных средах, общее содержание органического углерода в природных и сточных водах и т. п. [c.284]

Примерно такой же электрохимический принцип реализуется при защите железа от коррозии путем покрытия его цинком. В оцинкованном железе под действием воды растворяется цинк — более активный металл, чем железо, и это способствует сохранению основы материала — железа. [c.119]

Кулонометры. Количество протекающего через цепь электричества определяется с помощью кулонометров—приборов, основанных на электрохимическом принципе действия. Расчет количества электричества производится на основании законов электролиза Фарадея. Необходимым условием при этом является про- [c.271]

К настоящему времени доказано [4—6], что растворение металлов (электрохимический процесс) — результат протекания сопряженных и независимых катодной и анодной реакций, скорость которых, согласно законам электрохимической кинетики, определяется общим значением потенциала на границе металл — раствор, составом раствора и условиями диффузии компонентов или продуктов реакции в растворе. Скорость окислительной и восстановительной реакций выражается через плотность анодного и катодного токов. Электрохимические принципы защиты металлов от коррозии [7, 8] вытекают из анализа коррозионных диаграмм (рис. 1), на которых представлены в зависимости от потенциала истинные скорости возможных в системе металл — раствор анодных и катодных реакций. Защита металла от коррозии достигается либо электрохимической защитой — искусственным поддержанием потенциала вблизи равновесного потенциала анодной реакции ф [c.9]

Рис. 1. Коррозионные диаграммы, поясняющие электрохимические принципы защиты металла от коррозии для случаев, когда изменяется кинетика анодного процесса (кривые А и А ) и катодных реакций с равновесными потенциалами (кривые I, II, III) и (кривые IV, V, VI)

Как уже было отмечено, одной из важнейших тенденций развития аналитической службы производств основной химической промышленности является автоматизация аналитического контроля. Автоматические анализаторы химического состава различных объектов широко используют в современном производстве. Это автоматические промышленные хроматографы, спектрометры, приборы, работающие на электрохимических принципах, различные сенсорные устройства. Автоматические анализаторы химического состава являются важнейшими элементами АСУ ТП. Как отметил академик Ю.А. Золотов в Очерках аналитической химии ...Непрерывный аналитический контроль должен стать главной формой применения достижений аналитической химии в промышленности. Внедрение такого контроля приведет к сокращению объема работ по эпизодическому лабораторному контролю, которым занято множество лаборантов . Внедрение автоматических анализаторов в технологические процессы уменьшает вклад химика-аналитика в получение первичной информации о химическом составе технологических продуктов в производственных подразделениях, но значительно увеличивает его вклад в метрологическое обеспечение измерений. [c.11]

Использование электрохимических принципов в различных аналитических методах имеет много преимуществ. Точность, воспроизводимость и возможность автоматизации электрических измерений используют в ряде методов анализа. Более того, во многих случаях полученные данные можно объяснить теоретически. [c.279]

Кулонометры. Количество протекающего через цепь электричества определяется с помощью кулоно-метров — приборов, основанных на электрохимическом принципе действия. Расчет количества электричества производится на основании законов электролиза Фарадея. Необходимым условием при этом является протекание на электроде одного единственного электрохимического процесса, отсутствие побочных химических реакций и механических потерь продукта, т. е. электродный процесс должен проходить с выходом по току 100%. [c.256]

Расчеты, необходимые для получения однозначного ответа на вопрос о том, будет ли контакт алюминия с медью или железом опасным, должны базироваться на электрохимических принципах, с которыми некоторые читатели могут быть незнакомы. Поэтому эти расчеты вынесены в примечания. Однако все читатели должны во всяком случае осознать, что эта проблема является далеко не простой. Те, кто надеется получить ответ по разности потенциалов, значения которых взяты из таблиц, обманывают сами себя. [c.182]

Формирование чужеродных (локальных) катодов практикуется в первую очередь в случае материалов с высоким перенапряжением водорода для уменьшения коррозии с водородной деполяризацией (кислотной коррозии). На рис. 20.11 показана кривая анодный частичный ток — потенциал (а) для пассивируемого металла в среде с током пассивации /р и соответствующая кривая катодный частичный ток — потенциал (б) для водорода. Ввиду высокого перенапряжения водорода ток пассивации не достигается. При свободной коррозии устанавливается стационарный потенциал и а в активном состоянии. Если этот материал привести в контакт с металлом, имеющим меньшее перенапряжение водорода в соответствии с кривой катодный частичный ток — потенциал (см. рис. 20.11, в), то такой катодный частичный ток будет достаточен для пассивации. При свободной коррозии теперь установится стационарный потенциал и р в пассивном состоянии. Аналогичным образом действуют и локальные катоды, полученные в материале путем легирования. По такому же электрохимическому принципу можно уменьшить и перенапряжение для восстановления других окислителей в среде, причем тогда согласно рис. 2.14 нестабильно пассивные материалы могут стать стабильно пассивными. [c.391]

Обратимся теперь к той теме электрохимии, которая по своему смыслу как бы противоположна электролизу. Для проведения электролиза необходим внешний источник электрического потенциала, позволяющий осуществлять окислительную и восстановительную реакции на двух электродах. В отличие от этого для создания гальванического элемента выбирают такие электроды и электролитические вещества, которые обладают электрохимической энергией, достаточной для самопроизвольного протекания окислительного и восстановительного процессов. Таким образом, гальванический элемент служит источником электрохимической энергии, и именно по этой причине создаются подобные элементы. Прежде чем перейти к рассмотрению гальванических элементов, имеюших практическое применение, необходимо разобраться в электрохимических принципах их действия. [c.288]

Как известно, для кинетики начального селективного растворения разработан подробный математический аппарат, основанный на теории нестационарной объемной диффузии. Другие же стадии растворения пока еще не получили удовлетворительного кинетического описания. Это составляет задачу нового научного направления, формиру бщегося на стЫ ке теоретической электрохимии, физико-химии поверхности и металловедения и призванного дать непротиворечивую теорию явлений на границе сплава с коррозион юй средой. Очевидно, что, будучи основанной на фундаментальных электрохимических принципах, такая теория должна еще учесть структурно- фазовый состав сплава, строение межфазной границы и приповерхностной зоны, механические напряжения в сплаве и прочее. [c.193]

Авторами совместно с В.А.Маричевым разработан новый метод оценки наводороживания металла при трении, получивший название ТЭМ-2В. В основе метода лежит электрохимический принцип регистрации потока водорода через металлическую мембрану при трении ее по металлу, пластмассе и другим конструкционным материалам в смазочной среде. При относительно простом аппаратурном оформлении метод обладает исключительно высокой чувствительностью и позволяет проводить прямые измерения и запись величины потока водорода, диффундирующего в металл в процессе трения. [c.26]

В условиях коррозии в водных средах из экономических соображений обычно не применяют покрытия коррозионно-стойкими благородными металлами. Охедовательно, основная проблема, заключается в борьбе со склонностью к коррозии обычно применяемых металлов и сплавов. Имеется несколько способов защиты от коррозии в водных средах, основанных на электрохимических принципах. Другие способы основаны на очевидном приеме изоляции металла от окружающей среды. Эффективность последних зависит от химической и электрохимической стойкости защитного слоя, а также его механических свойств. [c.127]

Электрохимические принципы защиты металлов, находящихся активном состоянии в разбавленных окислительных средах , , Как известно, разбаг4лениые окислители с высокой концентрацией водородных ионов могут вызвать очень высокие скорости коррозии многих металлов и сплавов, достигающие 10 000— 20 ООО г/м- час. Обычно это явление наблю дается в условиях, когда стационарны потенциал ieтaллa в растворах меньше первого [c.17]

Электрохимический принцип измерения концентрации газов составляет основу целого ряда аналитических методов, таких как кондуктометрия, потенциометрия, кулонометрия, вольтампе-рометрия. Общим для всех этих методов является наличие электрохимической ячейки, представ- [c.705]

Газоанализатор оксидов азота, работающий на электрохимическом принципе, позволяет определить N0 и НОг с Сн на уровне 1 мг/м в присутствии аммиака, диоксида углерода, паров воды и некоторых ЛОС (нитросоединений и аминов). Однако эта методика менее чувствительна, чем хемилюминесцен-тное определение оксидов азота (Сн равен 0,1 мг/м , см. главы I и III) [6]. [c.337]

Практическое использование электрохимических принципов защиты от коррозии требует знания кинетики анодного и катодного процессов на металлах и влияния на нее внутренних и внешних факторов в широкой области потенциалов между крайними значениями равновесных потенциалов термодинамически возможных в системе металл — раствор анодных и катодных реакций. Как следует, например, из рис. 1, при протекании процесса в области перепассивации (фв), когда для защиты от коррозии целесообразно смещать потенциал коррозии в сторону отрицательных значенйй, не любое торможение катодной реакции приведет к подавлению коррозионного процесса (см. кривые ф 1 и ф°/1/). Без знания границ устойчивого пассивного состояния защитить металл невозможно. [c.10]

Установка дпя получения ГС с микроконцентрациями хлора l7l3- Работа установки также основана на электрохимическом принципе действия, позволяющем получать от 0,1 мг/м и выше хлора в воздухе. Особенностью установки является использование электролизера в виде блочной конструкции из органического стекла габаритами 100x40x120 мм (рис 65). [c.166]

Диференциальная аэрация в практических условиях. Иногда делались попытки объяснить при помощи теории диференциальной аэрации явления совершенно другого порядка. Сам автор полагает, что по меньшей мере в трех случаях практические работники приписывали токам диференциальной аэрации разрушения, вызванные в действительности совершенно другими причинами. Однако в иных случаях на основе правильного применения электрохимических принципов разъяснялись случаи интенсивной коррозии, и ценность этих объяснений признавали химики и инженеры — работники промышленности, которые не имели никаких видимых причин для предпочте-дия одного объяснения другому. Многочисленные примеры встретятся нам и в этой книге. Сильный эффект диференциальной аэрации в случае коррозии в почве рассматривается в разделе В этой главы, а некоторые примеры ко1ррозии в химической промышленности или строительном деле, вызванные той же причиной, упоминаются в главе XII. Случаи, относящиеся к трубам и конденсаторным трубкам, рассматриваются в главе VI. [c.244]

Методы, при помощи которых можно решить вопрос,— произойдет или нет ускорение коррозии в месте нарушения катодного покрытия, — обсуждаются на стр. 724, но в связи с частыми утверждениями, что согласно электрохимическим принципам такое усиление коррозии произойдет непре.ченно, нужно повторить и здесь, что это является заблуждением коррозия у нарушения катодного покрытия в зависимости от условий может быть более или менее интенсивна по сравнению с коррозией совершенно незащищенного металла. Повседневный опыт показывает, что никелевое несплошное покрытие хотя и менее эффективно, чем сплошное покрытие, но все-таки лучше, чем полное отсутствие его. Тем не менее известны случаи, когда пористое покрытие на металле увеличивает не только интенсивность коррозии, но даже суммарную коррозию было установлено, что стальные винты, покрытые пористым слоехМ меди при простом погружении в раствор сернокислой меди и затем помещенные (после промывки) в кембриджскую водопроводную воду, дали больше ржавчины, чем подобные же винты, не покрытые медью Как указано на стр. 510, увеличение интенсивности коррозии, наблюдаемое у разрывов катодного покрытия, может быть отнесено и к окалине. Г адфилд и Мейн анализируя результаты длительных коррозионных испытаний в морской воде, проведенных Институтом гражданских инженеров, нашли, что сталь, освобожденная от окалины, разрушалась примерно в такой же степени, как и сталь, покрытая окалиной однако точечная коррозия проникла вдвое глубже на образцах с окалиной благодаря локализации коррозионного воздействия у разрывов слоя окалины. [c.683]

Следует также рассмотреть некоторые теоретические вопросы электрохимического принципа защиты металла от атмосферной коррозии. Анализ потен-циостатической кривой, характеризующей зависимость скорости анодной реакции ионизации металла от потенциала, указывает на то, что имеется довольно широкая область потенциалов, в которой скорость анодного растворения ничтожно мала. При величине стационарного потенциала металла, близкой к этш значениям, скорость саморастворения резко снизится. В случае применения обычного метода защиты ингибиторами пот(знциал полной пассивации создается при вводе в электролит пассивирующих анионов, сильно тормозящих анодную реакцию ионизации металла. [c.7]

Трещины в катодных покрытиях. Рассмотрим с электрохимической точки зрения поведение несплошного покрытия, которое является катодным по отношению к основному металлу. Иногда считают, что катодное несплошное покрытие дает худшие результаты по сравнению с теми, которые получи-лись бы, если бы его не было, поскольку будет происходить интенсивная коррозия на оголенном участке, вследствие комбинации большого катода и малого анода. Электрохимические принципы, однако, наводят на мысль, что такая интенсификация может происходить при определенных условиях, а не всегда. Общие наблюдения, сделанные нами, указывают на случаи, когда не наблюдается интенсификации коррозии в трещинах катодного покрытия. Например, плохо отникелированный руль велосипеда вскоре обнаруживает пятна ржавчины, но проникновение коррозии внутрь происходит медленно, и уменьшение толщины, конечно, меньше, чем общая потеря толщины, которая имеет место на непокрытом стальном руле. Интенсификация коррозии в трещинах наблюдается только в том случае, если сопротивление жидкости настолько мало, что отдельные части покрытия могут эффективно поддерживать течение катодной реакции. Это, вероятно, происходит тогда, когда покрытая поверхность полностью погружена в жидкость с высокой электропроводностью и когда покрытием является металл, который в катодных условиях будет оставаться свободным от окисла. Это реализуется в действительности на благородном металле подобно меди, как это объясняется на стр. 181. Примером являются ранние исследования в Кембридже на стальных полосах, покрытых медью й никелем. Покрытие разрушалось резким изгибом полосы, так что обнажалась сталь, которая выдерживалась в парах кислоты. Сталь, покрытая медью и выдержанная в парах концентрированной НС1, подвергалась локальной коррозии, которая была более интенсивна, чем коррозия на непокрытой стали. Объемистая ржавчина, образующаяся между сталью и медью на сгибах, выдавливает покрытие, так что постепенно повреждения становятся более обширными (вероятно, интенсивность разрушения уменьшается). Подобное отделение покрытия в процессе ржавления отмечалось и в воздухе, содержащем SOg и влагу, как на омедненных, так и на никелированных образцах, но ясно выраженной интенсификации не отмечалось в этих случаях. Электропроводность жидкой пленки была вероятно ниже. Отмеченное заметное увеличение интенсив-HodTH, приводящей к перфорации стали вблизи углов, наблюдалась на омедненной стали, несущей разорванное покрытие, через 91 день переменного погружения в 0,5 н. раствор Na l. Однако, при полном погружении, ржавчина образуется с наружной стороны покрытия в трещинах, и отделения покрытия хзбъемными продуктами, образующимися под ним, не происходит. Некоторые другие результаты, полученные в таких же исследованиях, менее легко объяснимы. Стальные образцы, покрытые никелем, на которых покрытие не разрушалось изгибом, обрызгивались ежедневно 0,01 . H SO в течение 37 дней и в промежутках выдерживались в условиях лаборатории сталь осталась практически неизмененной. То же самое наблюдалось для стали, покрытой цинком (который, вероятно, является, анодом), в то время как сталь, покрытая медью, испытывала небольшую коррозию, хотя основное [c.580]

Электрохимические приборы (ЭП) — это широкий класс изделий,. предназначенных для преобразования и хранения информации, преобразования и накопления электрической энергии. Они основаны на электрохимических принципах действия и являются частью функционального модуля или блока аппаратуры, совмещены по электрическим, эксплуатационным и конструктивным параметрам с другими элвмеитамн этого модуля или блока. [c.3]

В настоящее время для указанных целей применяются жидкие кристаллы на основе производных холестерина и других соединений, электролюминесцентиые конденсаторы с использоваиием порошковых элёктролюминофоров, полупроводниковые светодиоды на карбиде кремния и фосфиде галлия, газоразрядные приборы, плазменные индикационные панели, а также ряд других приборов. Имеются перспективы развития устройств визуального и фотоэлектрического отображения и на основе электрохимических принципов. Остановимся на этом вопросе подробнее и рассмотрим некоторые принципы построения и характеристики электрохимических приборов указанного функционального назначения. [c.81]

Растворенный в воде кислород находят иодометрическим методом, основанным на реакции растворенного кислорода с гидроксидом марганца. Быстрым и достаточно точным является электрометрический метод с применением автоматически действующего прибора (зонд), работающего на диффузионно-электрохимическом принципе (имеет мембрану,., электроды и. раствор электролита). Результат определения растворенного кислорода выралсают в миллиграммах Оа в 1 л воды. [c.230]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология